JPH09329304A - 微粉炭バーナ - Google Patents

微粉炭バーナ

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JPH09329304A
JPH09329304A JP14597496A JP14597496A JPH09329304A JP H09329304 A JPH09329304 A JP H09329304A JP 14597496 A JP14597496 A JP 14597496A JP 14597496 A JP14597496 A JP 14597496A JP H09329304 A JPH09329304 A JP H09329304A
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JP
Japan
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burner
pulverized coal
cylinder
tip
inner cylinder
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JP14597496A
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English (en)
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Shigehiro Miyamae
茂広 宮前
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IHI Corp
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Ishikawajima Harima Heavy Industries Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 揮発分が低く着火性の悪い石炭を使用して
も、着火を確実に行って良好な燃焼状態を維持すること
ができ、幅広い炭種に適応し得る微粉炭バーナを提供す
る。 【解決手段】 バーナ内筒6の先端部における周方向所
要箇所に、三次空気17を微粉炭濃縮流に向けて直接噴
出可能なノズル部21を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、微粉炭バーナに関
するものである。
【0002】
【従来の技術】ミルで粉砕した石炭の微粉を一次空気と
混合して微粉炭バーナへ供給し該微粉炭バーナから噴出
させて浮遊燃焼させる微粉炭燃焼は、従来から広く一般
に用いられている石炭の燃焼方式である。
【0003】微粉炭燃焼方式のボイラの火炉に使用され
ている微粉炭バーナ装置の一例を図4〜図6によって説
明すると、火炉1の側壁の所定位置にはスロート2が形
成されており、スロート2付近の火炉1の外部にはウイ
ンドボックス3が配置されていて、ウインドボックス3
から火炉1へ燃焼用の二次空気4を供給するようになっ
ている。
【0004】スロート2の中心にはウインドボックス3
を貫通する微粉炭バーナ5が設けられていて、微粉炭バ
ーナ5の中心部には、略円筒状で先端開口部に先端に向
かって直径が急減する絞り部を有するバーナ内筒6が配
置され、バーナ内筒6の軸心位置にはオイルバーナ7が
挿入されている。
【0005】バーナ内筒6の外側にはバーナ外筒8がバ
ーナ内筒6と同心状に配設されていて、バーナ外筒8は
基端部分が略円筒状で、中間部分から先端に向かって直
径が漸減する中空円筒状になっている。
【0006】バーナ外筒8の先端開口部には、先端に向
かって直径が急減するバーナノズル9が取り付けられて
おり、該バーナノズル9の内部には、微粉炭10と一次
空気11との濃度を変化させるための中間筒12が設け
られている。
【0007】バーナ外筒8の基端部には、その接線方向
へ延びる微粉炭流の導入口19が突設され、該導入口1
9には微粉炭管13が接続されていて、図示していない
ミルから一次空気11と共に供給される微粉炭10をバ
ーナ外筒8内へ導くようになっており、又、前記中間筒
12より基端側におけるバーナ内筒6の長手方向所要位
置には、濃度調整リング14が外嵌されており、バーナ
外筒8の内部を一次空気11に搬送されてくる微粉炭1
0が前記濃度調整リング14を乗り越えて流動するよう
にしてある。
【0008】バーナ内筒6の基端部外周とバーナ外筒8
の基端部内周には、微粉炭管13から微粉炭流の導入口
19を介して供給される微粉炭10によるバーナ内筒6
の基端部外周とバーナ外筒8の基端部内周の摩耗を防止
するための耐摩耗材からなるライナ20が取り付けられ
ている。
【0009】前記スロート2とウインドボックス3との
間に形成された空間には、二次空気4の旋回力を調整す
るためのエアレジスタ15を、スロート2の周りを円形
に囲うように配設すると共に、エアレジスタ15の内側
の周方向には、二次空気4を内側と外側とに分離するた
めの複数のインナベーン16を配設し、更に、ウインド
ボックス3とバーナ内筒6の基端部とを、三次空気管1
8によって連通せしめ、三次空気17をバーナ内筒6へ
導くようにしてある。
【0010】図4〜図6に示される如き微粉炭バーナ5
においては、図示していないミルから微粉炭管13とバ
ーナへの微粉炭流の導入口19を介してバーナ外筒8の
内部へ一次空気11と共に供給される微粉炭10は、バ
ーナ外筒8の後端部において旋回力を与えられ、バーナ
内筒6とバーナ外筒8との間の空間内を周方向に旋回し
ながら先端側へ流動し、濃度調整リング14を乗り越え
る。
【0011】このとき、微粉炭10は、濃度調整リング
14の外周面に沿ってバーナ外筒8内部の外周側へ導か
れ、流路断面積を狭められることにより流速を高められ
て濃度調整リング14の位置する部分を通過する。
【0012】前記濃度調整リング14の位置する部分を
通過した直後において、一次空気11は再びバーナ外筒
8の内部全体に拡散するが、空気に比べて比重の大きな
微粉炭10の粒子は慣性力によってそのままバーナ外筒
8の外側を流動し、微粉炭10の大部分は中間筒12の
外側を濃縮された状態で通り、バーナノズル9の先端か
らスロート2へ噴出し、主としてウインドボックス3か
ら供給される二次空気4と混合して燃焼する。
【0013】この結果、バーナノズル9の先端部に設け
られた中間筒12の外側のA/C(燃焼用空気と石炭の
比率であって、この値が低いほど石炭の濃度が高いこと
を意味する)をおよそ0.5以下程度に低く維持するこ
とができ、微粉炭10の着火性を確保し、図示しないミ
ルの低負荷時においても安定燃焼を確保することができ
るようになっている。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】前述の如き微粉炭バー
ナ5では、バーナ内筒6の先端中心部から高温の三次空
気17を噴出させて、前記中間筒12の外側から噴出さ
れるA/Cの低い微粉炭濃縮流を、高温の二次空気4と
三次空気17とで挟み込んで混合させ、燃焼の安定化を
図っているが、図4〜図6に示されるように、バーナ内
筒6と中間筒12とバーナノズル9は単に同心状に配設
されているだけであり、実際には、図6に示される如
く、前記中間筒12の外側から噴出される微粉炭濃縮流
は、バーナ内筒6の先端中心部から噴出される高温の三
次空気17と混合される前に、前記中間筒12の内周側
から噴出される一次空気11、即ち前記A/Cが2〜3
程度で石炭の濃度が低く且つ温度もあまり高くない微粉
炭希薄流と早期に再混合され、該微粉炭希薄流によって
冷却されてしまう形となる。
【0015】このため、特に、揮発分が低く着火性の悪
い石炭を使用しようとした場合には、着火が困難とな
り、使用できる石炭が限定されるという欠点を有してい
た。
【0016】本発明は、斯かる実情に鑑み、揮発分が低
く着火性の悪い石炭を使用しても、着火を確実に行って
良好な燃焼状態を維持することができ、幅広い炭種に適
応し得る微粉炭バーナを提供しようとするものである。
【0017】
【課題を解決するための手段】本発明は、バーナ内筒の
外側に、先端部にバーナノズルが一体に取り付けられた
バーナ外筒を同心状に配設し、前記バーナ内筒の先端部
とバーナノズルとの間に中間筒を配設すると共に、前記
バーナ内筒の中間筒より基端側の所要位置に濃度調整リ
ングを外嵌せしめ、一次空気によって搬送される微粉炭
を濃度調整リングによりバーナ外筒内部の外周側へ導い
て前記中間筒の外側から微粉炭濃縮流を噴出させ、且つ
前記中間筒の内側から微粉炭希薄流を噴出させ、更に、
ウインドボックスの二次空気を前記バーナノズルの外側
に供給すると共に、ウインドボックスの二次空気をバー
ナ内筒先端部から三次空気として噴出するようにした微
粉炭バーナであって、バーナ内筒の先端部における周方
向所要箇所に、三次空気を微粉炭濃縮流に向けて直接噴
出可能なノズル部を形成したことを特徴とする微粉炭バ
ーナにかかるものである。
【0018】又、前記微粉炭バーナにおいては、中間筒
の先端開口の内径より僅かに外径を小さくしたバーナ内
筒を形成し、該バーナ内筒の先端部における周方向所要
箇所を、先端側へ向け縮径されるよう絞り込んで円錐部
を形成することにより、該円錐部以外の箇所にノズル部
を形成することができる。
【0019】上記手段によれば、以下のような作用が得
られる。
【0020】濃度調整リングを乗り越えることにより、
中間筒の外側から噴出されるA/Cの低い微粉炭濃縮流
は、バーナ内筒の先端部における周方向所要箇所に形成
されたノズル部近傍の領域においては、ウインドボック
スからバーナノズルの外側に供給される高温の二次空気
と、バーナ内筒の先端部における周方向所要箇所に形成
されたノズル部から噴出される三次空気とによって挟み
込まれるように混合されるため、従来のように、前記中
間筒の外側から噴出される微粉炭濃縮流が、バーナ内筒
の先端中心部から噴出される高温の三次空気と混合され
る前に、前記中間筒の内周側から噴出される微粉炭希薄
流と早期に再混合され、該微粉炭希薄流によって冷却さ
れてしまうようなことがなくなり、確実に着火が行われ
るようになる。
【0021】尚、前記ノズル部以外の箇所の領域におい
ては、従来と同様、前記中間筒の外側から噴出される微
粉炭濃縮流が、バーナ内筒の先端中心部から噴出される
高温の三次空気と混合される前に、前記中間筒の内周側
から噴出される微粉炭希薄流と早期に再混合される形と
なるが、前記ノズル部近傍の領域において着火が確実に
行われることから、それが種火となって前記ノズル部近
傍以外の領域における微粉炭の着火も確実に行われ、全
体として安定した燃焼状態が得られる。
【0022】この結果、揮発分が低く着火性の悪い石炭
を使用しても、着火が確実に行われ、使用できる石炭が
限定されなくなると共に、局所的に燃料過剰の燃焼条件
が促進され、低NOx化が図られ、しかも、従来の微粉
炭バーナに比べ更にミルの低負荷時における安定燃焼が
可能となる。
【0023】又、中間筒の先端開口の内径より僅かに外
径を小さくしたバーナ内筒を形成し、該バーナ内筒の先
端部における周方向所要箇所を、先端側へ向け縮径され
るよう絞り込んで円錐部を形成することにより、該円錐
部以外の箇所にノズル部を形成するようにすれば、ノズ
ル部を比較的簡単に形成することが可能となる。
【0024】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図示
例と共に説明する。
【0025】図1〜図3は本発明を実施する形態の一例
であって、図中、図4〜図6と同一の符号を付した部分
は同一物を表わしており、基本的な構成は図4〜図6に
示す従来のものと同様であるが、本図示例の特徴とする
ところは、図1〜図3に示す如く、バーナ内筒6の先端
部における周方向所要箇所(図の例では四箇所)に、三
次空気17を微粉炭濃縮流に向けて直接噴出可能なノズ
ル部21を形成した点にある。
【0026】前記ノズル部21を形成するにあたり、本
図示例においては、中間筒12の先端開口の内径より僅
かに外径を小さくしたバーナ内筒6を形成し、該バーナ
内筒6の先端部における周方向所要箇所を、先端側へ向
け縮径されるよう絞り込んで円錐部22を形成すること
により、該円錐部22以外の箇所にノズル部21を形成
するようにしてある。
【0027】次に、上記図示例の作動を説明する。
【0028】濃度調整リング14を乗り越えることによ
り、中間筒12の外側から噴出されるA/Cの低い微粉
炭濃縮流は、前記バーナ内筒6の先端部における周方向
所要箇所に形成されたノズル部21近傍の領域において
は、ウインドボックス3からバーナノズル9の外側に供
給される高温の二次空気4と、バーナ内筒6の先端部に
おける周方向所要箇所に形成されたノズル部21から噴
出される三次空気17とによって挟み込まれるように混
合されるため、従来のように、前記中間筒12の外側か
ら噴出される微粉炭濃縮流が、バーナ内筒6の先端中心
部から噴出される高温の三次空気17と混合される前
に、前記中間筒12の内周側から噴出される微粉炭希薄
流と早期に再混合され、該微粉炭希薄流によって冷却さ
れてしまうようなことがなくなり、確実に着火が行われ
るようになる。
【0029】尚、前記ノズル部21以外の箇所、即ち円
錐部22近傍の領域においては、従来と同様、前記中間
筒12の外側から噴出される微粉炭濃縮流が、バーナ内
筒6の先端中心部から噴出される高温の三次空気17と
混合される前に、前記中間筒12の内周側から噴出され
る微粉炭希薄流と早期に再混合される形となるが、前記
ノズル部21近傍の領域において着火が確実に行われる
ことから、それが種火となって前記円錐部22近傍の領
域における微粉炭10の着火も確実に行われ、全体とし
て安定した燃焼状態が得られる。
【0030】この結果、揮発分が低く着火性の悪い石炭
を使用しても、着火が確実に行われ、使用できる石炭が
限定されなくなると共に、局所的に燃料過剰な燃焼条件
が促進され、低NOx化が図られ、しかも、従来の微粉
炭バーナ5に比べ更にミルの低負荷時における安定燃焼
が可能となる。
【0031】又、本図示例の場合、中間筒12の先端開
口の内径より僅かに外径を小さくしたバーナ内筒6を形
成し、該バーナ内筒6の先端部における周方向所要箇所
を、先端側へ向け縮径されるよう絞り込んで円錐部22
を形成することにより、該円錐部22以外の箇所にノズ
ル部21を形成するようにしてあるため、ノズル部21
を比較的簡単に形成することが可能となる。
【0032】こうして、揮発分が低く着火性の悪い石炭
を使用しても、着火を確実に行って良好な燃焼状態を維
持することができ、幅広い炭種に適応し得、更にNOx
低減並びに低負荷時における燃焼の安定化をより促進し
得る。
【0033】尚、本発明の微粉炭バーナは、上述の図示
例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱
しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論で
ある。
【0034】
【発明の効果】以上、説明したように本発明の微粉炭バ
ーナによれば、揮発分が低く着火性の悪い石炭を使用し
ても、着火を確実に行って良好な燃焼状態を維持するこ
とができ、幅広い炭種に適応し得、更にNOx低減並び
に低負荷時における燃焼の安定化をより促進し得るとい
う優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を実施する形態の一例の側断面図であ
る。
【図2】図1のII−II矢視図である。
【図3】本発明を実施する形態の一例におけるバーナ内
筒の先端部を表わす斜視図である。
【図4】従来例の側断面図である。
【図5】図4のV−V矢視図である。
【図6】従来例におけるバーナ内筒の先端部を表わす斜
視図である。
【符号の説明】
3 ウインドボックス 4 二次空気 5 微粉炭バーナ 6 バーナ内筒 8 バーナ外筒 9 バーナノズル 10 微粉炭 11 一次空気 12 中間筒 14 濃度調整リング 17 三次空気 21 ノズル部 22 円錐部

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 バーナ内筒の外側に、先端部にバーナノ
    ズルが一体に取り付けられたバーナ外筒を同心状に配設
    し、前記バーナ内筒の先端部とバーナノズルとの間に中
    間筒を配設すると共に、前記バーナ内筒の中間筒より基
    端側の所要位置に濃度調整リングを外嵌せしめ、一次空
    気によって搬送される微粉炭を濃度調整リングによりバ
    ーナ外筒内部の外周側へ導いて前記中間筒の外側から微
    粉炭濃縮流を噴出させ、且つ前記中間筒の内側から微粉
    炭希薄流を噴出させ、更に、ウインドボックスの二次空
    気を前記バーナノズルの外側に供給すると共に、ウイン
    ドボックスの二次空気をバーナ内筒先端部から三次空気
    として噴出するようにした微粉炭バーナであって、 バーナ内筒の先端部における周方向所要箇所に、三次空
    気を微粉炭濃縮流に向けて直接噴出可能なノズル部を形
    成したことを特徴とする微粉炭バーナ。
  2. 【請求項2】 中間筒の先端開口の内径より僅かに外径
    を小さくしたバーナ内筒を形成し、該バーナ内筒の先端
    部における周方向所要箇所を、先端側へ向け縮径される
    よう絞り込んで円錐部を形成することにより、該円錐部
    以外の箇所にノズル部を形成した請求項1記載の微粉炭
    バーナ。
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