JPH073131Y2 - 石炭燃焼器 - Google Patents
石炭燃焼器Info
- Publication number
- JPH073131Y2 JPH073131Y2 JP12906489U JP12906489U JPH073131Y2 JP H073131 Y2 JPH073131 Y2 JP H073131Y2 JP 12906489 U JP12906489 U JP 12906489U JP 12906489 U JP12906489 U JP 12906489U JP H073131 Y2 JPH073131 Y2 JP H073131Y2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- combustion chamber
- slag
- partition wall
- combustion
- chamber
- 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.)
- Expired - Lifetime
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Description
【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、石炭だきMHD発電（Magnetohydrodynamic Pow
er Generation）用の石炭燃焼器に関するもので、石炭
ガス化炉や石炭だきガスタービン用燃焼器にも適用でき
る。
er Generation）用の石炭燃焼器に関するもので、石炭
ガス化炉や石炭だきガスタービン用燃焼器にも適用でき
る。
第３図は従来のサイクロン形石炭燃焼器の一例を示す概
略縦断面図である。この図において、（１）は横置円筒
状の第１燃焼室、（２）は同第１燃焼室（１）の一端面
（頭部）に設けられた石炭吹込みノズル、（３）は上記
第１燃焼室（１）の円筒側面（胴部）に設けられ、内壁
面に沿って接線方向に酸化剤を供給するサイクロンノズ
ル、（４）は上記第１燃焼室（１）の他端面を閉じ中央
部に燃焼ガス流出口（4a）が貫通した隔壁である。また
（５）は胴隔壁（４）近傍の上記第１燃焼室（１）下部
に設けられたスラグ流出口、（６）はその下方に配され
たスラグポットである。そして（７）は上記隔壁の外方
（燃焼ガス流れ方向下流）に設けられて酸化剤が供給さ
れる第２燃焼室である。第１燃焼室（１）と第２燃焼室
（７）の器壁はいずれも冷却水路を形成する二重壁構造
になっていて、器壁の内面には一部耐火物が内張りされ
ている。
略縦断面図である。この図において、（１）は横置円筒
状の第１燃焼室、（２）は同第１燃焼室（１）の一端面
（頭部）に設けられた石炭吹込みノズル、（３）は上記
第１燃焼室（１）の円筒側面（胴部）に設けられ、内壁
面に沿って接線方向に酸化剤を供給するサイクロンノズ
ル、（４）は上記第１燃焼室（１）の他端面を閉じ中央
部に燃焼ガス流出口（4a）が貫通した隔壁である。また
（５）は胴隔壁（４）近傍の上記第１燃焼室（１）下部
に設けられたスラグ流出口、（６）はその下方に配され
たスラグポットである。そして（７）は上記隔壁の外方
（燃焼ガス流れ方向下流）に設けられて酸化剤が供給さ
れる第２燃焼室である。第１燃焼室（１）と第２燃焼室
（７）の器壁はいずれも冷却水路を形成する二重壁構造
になっていて、器壁の内面には一部耐火物が内張りされ
ている。
第１燃焼室（１）頭部の石炭吹込みノズル（２）から噴
射される微粉炭燃料（８）は、サイクロンノズル（３）
から吹込まれる酸化剤（酸素または高温空気）（９）の
強力な旋回流によって混合・拡散されて燃焼する。燃焼
反応によって生成する石炭灰（スラグ）（10）は、気流
の旋回に伴う遠心力によって壁面に分離され、後部の隔
壁（４）が堰止められて、第１燃焼室（１）下部に設け
られたスラグ流出口（５）からスラグポット（６）へ流
下し、系外へ抜き出される。一方、石炭スラグが除去さ
れた高温の燃焼ガスは、隔壁（４）の中央部に設けられ
た燃焼ガス流出口（4a）を通って、第２燃焼室（７）へ
導かれる。この第２燃焼室（７）にも酸化剤（９）が供
給され、更に高温のガスとなって排出される。
射される微粉炭燃料（８）は、サイクロンノズル（３）
から吹込まれる酸化剤（酸素または高温空気）（９）の
強力な旋回流によって混合・拡散されて燃焼する。燃焼
反応によって生成する石炭灰（スラグ）（10）は、気流
の旋回に伴う遠心力によって壁面に分離され、後部の隔
壁（４）が堰止められて、第１燃焼室（１）下部に設け
られたスラグ流出口（５）からスラグポット（６）へ流
下し、系外へ抜き出される。一方、石炭スラグが除去さ
れた高温の燃焼ガスは、隔壁（４）の中央部に設けられ
た燃焼ガス流出口（4a）を通って、第２燃焼室（７）へ
導かれる。この第２燃焼室（７）にも酸化剤（９）が供
給され、更に高温のガスとなって排出される。
周知のとおり、石炭灰の主成分はシリカであり、シリカ
は約2000℃で気化して気体となる。（融点は約1400
℃）。したがって、石炭灰を燃焼室内で分離するために
は、燃焼火炎の温度を約1800℃以下に抑制しなければな
らない。一方、MHD発電においては、燃焼ガスプラズマ
の温度として2000〜2700℃必要である。そこで上記のよ
うに石炭燃焼器を２段燃焼方式とし、第１燃焼室（１）
においては低温で燃料過剰燃焼させてスラグを除去し、
第２燃焼室（７）で新たな酸化剤を投入して高温燃焼プ
ラズマを製造するのである。
は約2000℃で気化して気体となる。（融点は約1400
℃）。したがって、石炭灰を燃焼室内で分離するために
は、燃焼火炎の温度を約1800℃以下に抑制しなければな
らない。一方、MHD発電においては、燃焼ガスプラズマ
の温度として2000〜2700℃必要である。そこで上記のよ
うに石炭燃焼器を２段燃焼方式とし、第１燃焼室（１）
においては低温で燃料過剰燃焼させてスラグを除去し、
第２燃焼室（７）で新たな酸化剤を投入して高温燃焼プ
ラズマを製造するのである。
実用規模の発電プラント（熱入力枢100MW以上）におけ
る第１燃焼室（１）の大きさは、胴直径Ｄが1500mm〜20
00mmと、非常に大きい。実用機では、プラントのトッピ
ングコンポーネントである石炭燃焼器内で石炭灰（スラ
グ）をできる限り高い除去率で取り除き、高温クリーン
ガスを製造、供給しなければならない。一般に実用条件
として、後流に配される機器のガス通路内壁にスラグが
付着することによる弊害（性能低下、腐食、損耗）を無
くするためには、燃焼室におけるスラグ除去率を90数％
以上とすることが必要とされている。
る第１燃焼室（１）の大きさは、胴直径Ｄが1500mm〜20
00mmと、非常に大きい。実用機では、プラントのトッピ
ングコンポーネントである石炭燃焼器内で石炭灰（スラ
グ）をできる限り高い除去率で取り除き、高温クリーン
ガスを製造、供給しなければならない。一般に実用条件
として、後流に配される機器のガス通路内壁にスラグが
付着することによる弊害（性能低下、腐食、損耗）を無
くするためには、燃焼室におけるスラグ除去率を90数％
以上とすることが必要とされている。
ところが前記第３図に示される従来の石炭燃焼器におい
ては、燃焼室の直径Ｄが大きいと、隔壁（４）に設けら
れた燃焼ガス流出口（4a）の絞り径ｄも大きくする必要
がある。それは、Ｄとｄとの比によって燃焼器内のフロ
ーパターンが変わり、燃焼性能が最適となるフローパタ
ーンを得るためには、Ｄとｄの比をある範囲内におさえ
る必要があるからである。燃焼ガス流出口（4a）の径ｄ
が大きいと、この燃焼ガス流出口（4a）から後流の第２
燃焼室（７）へ、燃焼ガス中のスラグ（10）が同伴、キ
ャリーオーバーされる比率が多くなって、第１燃焼室
（１）におけるスラグ除去率が低下し、信頼性がそこな
われる欠点があった。
ては、燃焼室の直径Ｄが大きいと、隔壁（４）に設けら
れた燃焼ガス流出口（4a）の絞り径ｄも大きくする必要
がある。それは、Ｄとｄとの比によって燃焼器内のフロ
ーパターンが変わり、燃焼性能が最適となるフローパタ
ーンを得るためには、Ｄとｄの比をある範囲内におさえ
る必要があるからである。燃焼ガス流出口（4a）の径ｄ
が大きいと、この燃焼ガス流出口（4a）から後流の第２
燃焼室（７）へ、燃焼ガス中のスラグ（10）が同伴、キ
ャリーオーバーされる比率が多くなって、第１燃焼室
（１）におけるスラグ除去率が低下し、信頼性がそこな
われる欠点があった。
本考案は、前記従来の課題を解決するために、横置円筒
状の第１燃焼室と、同第１燃焼室の一端面に設けられた
石炭吹込みノズルと、上記第１燃焼室の円筒側面に設け
られて接線方向に酸化剤を供給するサイクロンノズル
と、上記第１燃焼室の他端面を閉じ中央部に燃焼ガス流
出口が貫通した第１隔壁と、同第１隔壁近傍の上記第１
燃焼室下部に設けられたスラグ流出口と、同スラグ流出
口の下方に連通して設けられたスラグポットと、上記第
１隔壁の外方に間隔をへだてて設けられて同第１隔壁と
の間に整流室を形成し複数の整流孔が貫通した第２隔壁
と、同第２隔壁の外方に設けられて酸化剤が供給される
第２燃焼室と、上記整流室の下部を上記スラグポットに
連通させるスラグ流下通路とを備えたことを特徴とする
石炭燃焼器を提案するものである。
状の第１燃焼室と、同第１燃焼室の一端面に設けられた
石炭吹込みノズルと、上記第１燃焼室の円筒側面に設け
られて接線方向に酸化剤を供給するサイクロンノズル
と、上記第１燃焼室の他端面を閉じ中央部に燃焼ガス流
出口が貫通した第１隔壁と、同第１隔壁近傍の上記第１
燃焼室下部に設けられたスラグ流出口と、同スラグ流出
口の下方に連通して設けられたスラグポットと、上記第
１隔壁の外方に間隔をへだてて設けられて同第１隔壁と
の間に整流室を形成し複数の整流孔が貫通した第２隔壁
と、同第２隔壁の外方に設けられて酸化剤が供給される
第２燃焼室と、上記整流室の下部を上記スラグポットに
連通させるスラグ流下通路とを備えたことを特徴とする
石炭燃焼器を提案するものである。
第１燃焼室内で石炭の不完全燃焼により生じたスラグの
大部分は、気流の旋回に伴う遠心力によって分離され、
第１隔壁で堰止められて、スラグ流出口からスラグポッ
トへ流下する。残りのスラグは整流室内に流入し、そこ
で第１燃焼室におけると同様に旋回流によって壁面に分
離され、スラグ流下通路を通ってスラグポットに導かれ
る。気流の旋回は第２隔壁で消える。不完全燃焼ガスは
第２燃焼室で新たに供給される酸化剤によって完全燃焼
し、更に高温のガスとなる。
大部分は、気流の旋回に伴う遠心力によって分離され、
第１隔壁で堰止められて、スラグ流出口からスラグポッ
トへ流下する。残りのスラグは整流室内に流入し、そこ
で第１燃焼室におけると同様に旋回流によって壁面に分
離され、スラグ流下通路を通ってスラグポットに導かれ
る。気流の旋回は第２隔壁で消える。不完全燃焼ガスは
第２燃焼室で新たに供給される酸化剤によって完全燃焼
し、更に高温のガスとなる。
第１図は本考案の一実施例を示す概略縦断面図、第２図
は第１図のII−II横断面図である。これらの図におい
て、前記第３図で説明した従来のものと同様な部分につ
いては、冗長になるのを避けるため、同一の符号を付け
て詳しい説明を省く。
は第１図のII−II横断面図である。これらの図におい
て、前記第３図で説明した従来のものと同様な部分につ
いては、冗長になるのを避けるため、同一の符号を付け
て詳しい説明を省く。
本実施例においては、隔壁を二重構造とし、前記第３図
中の隔壁（４）と同様な第１隔壁（11）の外方（燃焼ガ
ス流れ方向下流）に間隔をへだてて第２隔壁（12）を設
け、それら第１隔壁（11）と第２隔壁（12）との間に整
流室（13）を形成するとともに、第２隔壁（12）の更に
下流側に第３図と同様の第２燃焼室（７）を設ける。第
１隔壁（11）には燃焼ガス流出口（11a）を前記同様中
央部に設け、第２隔壁（12）には、中央部を避けて複数
の貫通する整流孔（12a）を設ける。また整流室（13）
の下部から第１隔壁（11）の下方を通ってスラグポット
（６）に連通するスラグ流下通路（14）を設ける。
中の隔壁（４）と同様な第１隔壁（11）の外方（燃焼ガ
ス流れ方向下流）に間隔をへだてて第２隔壁（12）を設
け、それら第１隔壁（11）と第２隔壁（12）との間に整
流室（13）を形成するとともに、第２隔壁（12）の更に
下流側に第３図と同様の第２燃焼室（７）を設ける。第
１隔壁（11）には燃焼ガス流出口（11a）を前記同様中
央部に設け、第２隔壁（12）には、中央部を避けて複数
の貫通する整流孔（12a）を設ける。また整流室（13）
の下部から第１隔壁（11）の下方を通ってスラグポット
（６）に連通するスラグ流下通路（14）を設ける。
本実施例では、第１燃焼室（１）における燃焼残渣（ス
ラグ）の分離作用を高めるとともに、燃料の燃焼を促進
させるため、酸化剤をサイクロンノズル（３）から百数
十m/sの気流旋回速度で吹き込み、強力な旋回渦流を第
１図中の実線矢印のように形成させる。この渦流は燃焼
ガス流出口（11a）を経て第１隔壁（11）後方の整流室
（13）まで連続する。第１燃焼室（１）内では、燃焼火
炎中のスラグミストが、点線矢印の流線で示されるよう
に、上記旋回気流によって壁面にたたきつけられ、壁面
に沿って後流に流動し第１隔壁（11）で堰止められて、
下部のスラグ流出口（５）からスラグポット（６）へ流
れ落ちる。第１隔壁（11）の堰から燃焼ガス流出口（11
a）を経て溢流キャリオーバーしたスラグミストは、整
流室（13）内の渦流により、上記同様壁面に分離され、
スラグ流下通路（14）からスラグポット（６）へ流れ落
ちる。一方、第２隔壁（12）では、ガス通路（整流孔）
（12a）が中央部を避けて分散して設けられているの
で、主流ガスの旋回渦流はこの第２隔壁（12）に衝突し
て消去される。こうして第１隔壁（11）では第１燃焼室
（１）で分離された溶融スラグの70〜80％が捕集され、
旋回渦流に同伴されて整流室（13）に溢流した残りのス
ラグも第２隔壁（12）に衝突して壁面に付着捕集される
ので、ほぼ100％のスラグ除去性能が得られる。
ラグ）の分離作用を高めるとともに、燃料の燃焼を促進
させるため、酸化剤をサイクロンノズル（３）から百数
十m/sの気流旋回速度で吹き込み、強力な旋回渦流を第
１図中の実線矢印のように形成させる。この渦流は燃焼
ガス流出口（11a）を経て第１隔壁（11）後方の整流室
（13）まで連続する。第１燃焼室（１）内では、燃焼火
炎中のスラグミストが、点線矢印の流線で示されるよう
に、上記旋回気流によって壁面にたたきつけられ、壁面
に沿って後流に流動し第１隔壁（11）で堰止められて、
下部のスラグ流出口（５）からスラグポット（６）へ流
れ落ちる。第１隔壁（11）の堰から燃焼ガス流出口（11
a）を経て溢流キャリオーバーしたスラグミストは、整
流室（13）内の渦流により、上記同様壁面に分離され、
スラグ流下通路（14）からスラグポット（６）へ流れ落
ちる。一方、第２隔壁（12）では、ガス通路（整流孔）
（12a）が中央部を避けて分散して設けられているの
で、主流ガスの旋回渦流はこの第２隔壁（12）に衝突し
て消去される。こうして第１隔壁（11）では第１燃焼室
（１）で分離された溶融スラグの70〜80％が捕集され、
旋回渦流に同伴されて整流室（13）に溢流した残りのス
ラグも第２隔壁（12）に衝突して壁面に付着捕集される
ので、ほぼ100％のスラグ除去性能が得られる。
本考案によれば、石炭の燃焼によって生じるスラグをほ
ぼ完全に分離除去することができるので、大形機の実用
化に大きく貢献する。
ぼ完全に分離除去することができるので、大形機の実用
化に大きく貢献する。
第１図は本考案の一実施例を示す概略縦断面図、第２図
は第１図のII−II横断面図である。第３図は従来の石炭
燃焼器の一例を示す概略縦断面図である。 （１）……第１燃焼室、（２）……石炭吹込みノズル、
（３）……サイクロンノズル、（４）……隔壁、（4a）
……燃焼ガス流出口、（５）……スラグ流出口、（６）
……スラグポット、（７）……第２燃焼室、（８）……
微粉炭燃料、（９）……酸化剤、（10）……石炭灰（ス
ラグ）、（11）……第１隔壁、（11a）……燃焼ガス流
出口、（12）……第２隔壁、（12a）……整流孔、（1
3）……整流室、（14）……スラグ流下通路。
は第１図のII−II横断面図である。第３図は従来の石炭
燃焼器の一例を示す概略縦断面図である。 （１）……第１燃焼室、（２）……石炭吹込みノズル、
（３）……サイクロンノズル、（４）……隔壁、（4a）
……燃焼ガス流出口、（５）……スラグ流出口、（６）
……スラグポット、（７）……第２燃焼室、（８）……
微粉炭燃料、（９）……酸化剤、（10）……石炭灰（ス
ラグ）、（11）……第１隔壁、（11a）……燃焼ガス流
出口、（12）……第２隔壁、（12a）……整流孔、（1
3）……整流室、（14）……スラグ流下通路。
Claims (1)
- 【請求項１】横置円筒状の第１燃焼室と、同第１燃焼室
の一端面に設けられた石炭吹込みノズルと、上記第１燃
焼室の円筒側面に設けられて接線方向に酸化剤を供給す
るサイクロンノズルと、上記第１燃焼室の他端面を閉じ
中央部に燃焼ガス流出口が貫通した第１隔壁と、同第１
隔壁近傍の上記第１燃焼室下部に設けられたスラグ流出
口と、同スラグ流出口の下方に連通して設けられたスラ
グポットと、上記第１隔壁の外方に間隔をへだてて設け
られて同第１隔壁との間に整流室を形成し複数の整流孔
が貫通した第２隔壁と、同第２隔壁の外方に設けられて
酸化剤が供給される第２燃焼室と、上記整流室の下部を
上記スラグポットに連通させるスラグ流下通路とを備え
たことを特徴とする石炭燃焼器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12906489U JPH073131Y2 (ja) | 1989-11-06 | 1989-11-06 | 石炭燃焼器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12906489U JPH073131Y2 (ja) | 1989-11-06 | 1989-11-06 | 石炭燃焼器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0371213U JPH0371213U (ja) | 1991-07-18 |
| JPH073131Y2 true JPH073131Y2 (ja) | 1995-01-30 |
Family
ID=31676726
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12906489U Expired - Lifetime JPH073131Y2 (ja) | 1989-11-06 | 1989-11-06 | 石炭燃焼器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH073131Y2 (ja) |
-
1989
- 1989-11-06 JP JP12906489U patent/JPH073131Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0371213U (ja) | 1991-07-18 |
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