JPH1163416A - ボイラ設備の消火バーナ冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＮＯx（窒素酸化物）の発生量を増加した
り、ボイラ設備全体の熱効率を低下したりすることな
く、消火バーナを効果的に炉内輻射熱から保護してバー
ナの経年劣化を抑制する。 【解決手段】 ボイラ火炉１の排ガス２から空気予熱器
５により廃熱回収して前記ボイラ火炉１のバーナ１２へ
供給する燃焼空気（空気１１）を予熱するようにしたボ
イラ設備の消火バーナ冷却装置に関し、空気予熱器５の
下流側に配置した集塵機６の出口と、前記空気予熱器５
からバーナ１２の各段へ燃焼空気を導くバーナ導入ライ
ン１１Ｂのセパレートダンパ１４の出口との間を排ガス
分岐ライン１７により接続し、バーナ１２の各段に対し
空気予熱器５を経た排ガス２の一部を燃焼空気に替えて
選択的に導き得るよう構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ボイラ設備の消火
バーナ冷却装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図２は従来における石炭焚きのボイラ設
備の消火バーナ冷却装置の一例を示すもので、ボイラ火
炉１から排出された排ガス２が、エコノマイザ（給水予
熱器）３、脱硝装置４、空気予熱器５、集塵機６、誘引
通風機７、脱硫装置８を順次経た後に煙突９に導かれて
大気に排出されるようになっている。

【０００３】一方、押込通風機１０により大気中から取
り込まれた空気１１の一部が、予熱器導入ライン１１Ａ
を介し空気予熱器５へと導かれて脱硝装置４を経た後の
高温の排ガス２との熱交換により予熱され、燃焼空気
（二次空気）としてバーナ導入ライン１１Ｂを介しボイ
ラ火炉１のバーナ１２に導かれるようになっており、ま
た、残りの空気１１は、前記予熱器導入ライン１１Ａの
途中から分岐したミル導入ライン１１Ｃを介しプライマ
リーエアファン１３によりブーストアップされて図示し
ない微粉炭ミルへと導かれ、該微粉炭ミルで粉砕された
微粉炭を前記ボイラ火炉１のバーナ１２へと搬送する搬
送空気（一次空気）として利用されるようになってい
る。

【０００４】ここで、前記ボイラ火炉１のバーナ１２
は、横方向に並ぶ複数本を一組として縦方向に多段に設
けられており、各段のバーナ１２に対しては、セパレー
トダンパ１４を介し各段毎に燃焼空気である空気１１を
送給し得るようにしてある。

【０００５】尚、図中１５は同一段の各バーナ１２の燃
焼状態を調整する為のバーナ入口ダンパであり、該バー
ナ入口ダンパ１５は初期設定後において規定開度で開き
続けるようになっており、また、１６はバーナ１２の燃
焼時に規定開度で開いて燃焼空気に所定の旋回力を与え
るバーナエアレジスタであり、該バーナエアレジスタ１
６はバーナ１２の消火時において中間開度に絞られるよ
うになっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、斯かる
従来のボイラ設備の消火バーナ冷却装置においては、い
くつかの段のバーナ１２を消火した際に、消火中のバー
ナ１２が炉内からの輻射熱に晒されて経年劣化が早まる
虞れがある為、消火中のバーナ１２についても燃焼空気
を流し続けて輻射熱の影響を軽減するようにしている
が、バーナ１２の消火段数に対応して押込通風機１０に
よる空気１１の取り込み量も減少されるので、消火中の
バーナ１２に振り分けることができる燃焼空気の量には
自ずから上限があり、しかも、空気予熱器５により予熱
された後の燃焼空気では冷却効果が低いという不具合が
あった。

【０００７】更に、消火中のバーナ１２についても燃焼
空気を流し続けることは、ボイラ火炉１内におけるバー
ナ領域の酸素濃度を高めてしまうことになり、ＮＯx
（窒素酸化物）の発生量が増加し易くなるという不具合
もあった。

【０００８】また、場合によっては、空気予熱器５を迂
回させた常温の空気１１を消火中のバーナ１２に導いて
冷却することも行われているが、このようにすると、空
気予熱器５における廃熱回収量が減少してボイラ設備全
体の熱効率の低下を招くという不具合があった。

【０００９】本発明は、上述の実情に鑑みてなしたもの
で、ＮＯx（窒素酸化物）の発生量を増加したり、ボイ
ラ設備全体の熱効率を低下したりすることなく、消火中
のバーナを効果的に炉内輻射熱から保護してバーナの経
年劣化を抑制し得るようにすることを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、ボイラ火炉の
排ガスから空気予熱器により廃熱回収して前記ボイラ火
炉のバーナへ供給する燃焼空気を予熱するようにしたボ
イラ設備の消火バーナ冷却装置であって、バーナの各段
に対し空気予熱器を経た排ガスの一部を燃焼空気に替え
て選択的に導き得るよう排ガス分岐ラインを備えたこと
を特徴とするものである。

【００１１】而して、所定段のバーナを消火した際に、
燃焼時に導いていた燃焼空気に替えて、空気予熱器を経
て温度降下した排ガスの一部を排ガス分岐ラインを通し
て消火中のバーナへ導くと、この排ガスが消火中のバー
ナに対し冷却ガスとして送給されることになるので、消
火中のバーナに対する炉内からの輻射熱を軽減し且つバ
ーナ全体を効果的に冷却することが可能となる。

【００１２】この際、排ガス分岐ラインを通して再循環
される排ガスの温度は、従来において使用されていた空
気予熱器を経た燃焼空気の温度よりも大幅に低い温度と
なっている為、従来よりも効果的なバーナの冷却を期待
することが可能である。

【００１３】また、排ガス分岐ラインを通して再循環さ
れる排ガスの酸素濃度は、極めて低くなっているので、
従来の如く消火中のバーナに燃焼空気を流し続けて冷却
する場合と比較して、ボイラ火炉内におけるバーナ領域
の酸素濃度を大幅に低減することが可能となり、ＮＯx
（窒素酸化物）の発生量を大幅に低減することが可能と
なる。

【００１４】尚、排ガスを使用するにあたっては、従来
の燃焼空気を使用する場合と異なり、燃焼中の別の段の
バーナの燃焼状態に悪影響（燃焼不安定）を及ぼすこと
なく必要な風量だけ導くことが可能であり、しかも、風
量を増やしても従来よりＮＯx（窒素酸化物）の発生量
を少なく維持することが可能である。

【００１５】また、空気予熱器を迂回させて常温の空気
を消火中のバーナに導く必要もなくなるので、空気予熱
器による排熱回収量を損なうことがなく、ボイラ設備全
体の熱効率を高く維持することが可能である。

【００１６】また、本発明においては、前記排ガス分岐
ラインが、空気予熱器の下流側に配置した集塵機出口
と、前記空気予熱器からバーナの各段へ燃焼空気を導く
バーナ導入ラインのセパレートダンパ出口との間を接続
していることが好ましく、このようにすれば、空気予熱
器を経て温度降下し且つ集塵機により集塵されて比較的
清浄となった排ガスをバーナの各段へ導くことが可能と
なり、しかも、既存のセパレートダンパを閉じて排ガス
分岐ラインから排ガスを導くだけで容易に燃焼空気から
排ガスへ切り替えてバーナへ導くことが可能となる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面を
参照しつつ説明する。

【００１８】図１は本発明を実施する形態の一例を示す
もので、図２と同一の符号を付した部分は同一物を表わ
している。

【００１９】本形態例のボイラ設備の消火バーナ冷却装
置においては、バーナ１２の各段に対し空気予熱器５を
経た排ガス２の一部を燃焼空気（空気１１）に替えて選
択的に導き得るよう排ガス分岐ライン１７を備えた点を
特徴としており、より具体的には、空気予熱器５の下流
側に配置した集塵機６の出口と、前記空気予熱器５から
バーナ１２の各段へ燃焼空気を導くバーナ導入ライン１
１Ｂのセパレートダンパ１４の出口との間を排ガス分岐
ライン１７により接続している。

【００２０】前記排ガス分岐ライン１７は、ボイラ設備
の運転中においてバーナ１２の消火段数に対応して開度
調整される排ガス導入ダンパ１８を介し集塵機６の出口
から導いた排ガス２を排ガスファン１９によりブースト
アップしてバーナ１２の各段へ送給し得るようになって
おり、また、前記バーナ導入ライン１１Ｂのセパレート
ダンパ１４の出口に対しては、セパレート排ガスダンパ
２０を介して前記排ガス２を導入し得るようにしてあ
る。

【００２１】而して、図示されている所定段のバーナ１
２の燃焼時には、排ガス分岐ライン１７のセパレート排
ガスダンパ２０を全閉とし、バーナ導入ライン１１Ｂの
セパレートダンパ１４を規定開度とし、更には、バーナ
エアレジスタ１６を規定開度として、従来と同様にバー
ナ導入ライン１１Ｂから燃焼空気を導くようにし、前記
所定段のバーナ１２の消火時には、排ガス分岐ライン１
７のセパレート排ガスダンパ２０を全開とし、バーナ導
入ライン１１Ｂのセパレートダンパ１４を全閉とし、更
には、バーナエアレジスタ１６を中間開度に絞り込んだ
状態として、集塵機６の出口から排ガス２の一部を排ガ
ス分岐ライン１７へ分流し、この排ガス２を排ガスファ
ン１９によりブーストアップして前記所定段の各バーナ
１２へ送給するようにする。

【００２２】このようにすれば、空気予熱器５を経て温
度降下し且つ集塵機６により集塵されて比較的清浄とな
った排ガス２の一部が、排ガス分岐ライン１７により分
流されて消火中のバーナ１２に対し冷却ガスとして送給
されるので、消火中のバーナ１２に対する炉内からの輻
射熱を軽減し且つバーナ１２全体を効果的に冷却するこ
とが可能となる。

【００２３】この際、排ガス分岐ライン１７を通して再
循環される排ガス２の温度は、約１２０〜１４０℃程度
であり、従来において使用されていた空気予熱器５を経
た燃焼空気の温度（約３００℃）よりも大幅に低い温度
となっている為、従来よりも効果的なバーナ１２の冷却
を期待することが可能である。

【００２４】また、排ガス分岐ライン１７を通して再循
環される排ガス２の酸素濃度は、約６〜８％程度と極め
て低くなっているので、従来の如く消火中のバーナ１２
に燃焼空気を流し続けて冷却する場合と比較して、ボイ
ラ火炉１内におけるバーナ領域の酸素濃度を大幅に低減
することが可能となり、ＮＯx（窒素酸化物）の発生量
を大幅に低減することが可能となる。

【００２５】尚、排ガス２を使用するにあたっては、従
来の燃焼空気を使用する場合と異なり、燃焼中の別の段
のバーナ１２の燃焼状態に悪影響（燃焼不安定）を及ぼ
すことなく必要な風量だけ導くことが可能であり、しか
も、風量を増やしても従来よりＮＯx（窒素酸化物）の
発生量を少なく維持することが可能である。

【００２６】また、空気予熱器５を迂回させて常温の空
気１１を消火中のバーナ１２に導く必要もなくなるの
で、空気予熱器５による排熱回収量を損なうことがな
く、ボイラ設備全体の熱効率を高く維持することが可能
である。

【００２７】従って上記形態例によれば、ＮＯx（窒素
酸化物）の発生量を増加したり、ボイラ設備全体の熱効
率を低下したりすることなく、消火中のバーナ１２を効
果的に炉内輻射熱から保護してバーナ１２の経年劣化を
抑制することができる。

【００２８】更に、排ガス２を使用するにあたり、燃焼
中の別の段のバーナ１２の燃焼状態に悪影響（燃焼不安
定）を及ぼすことなく必要な風量だけ導くことができ、
しかも、風量を増やしても従来よりＮＯx（窒素酸化
物）の発生量を少なく維持することができるので、バー
ナ１２のスロート部における流速を上げて該スロート部
へのクリンカの付着量を低減化することもできる。

【００２９】また、特に本形態例においては、空気予熱
器５の下流側に配置した集塵機６の出口と、前記空気予
熱器５からバーナ１２の各段へ燃焼空気を導くバーナ導
入ライン１１Ｂのセパレートダンパ１４の出口との間を
排ガス分岐ライン１７により接続しているので、空気予
熱器５を経て温度降下し且つ集塵機６により集塵されて
比較的清浄となった排ガス２をバーナ１２の各段へ導く
ことができ、しかも、既存のセパレートダンパ１４を閉
じて排ガス分岐ライン１７から排ガス２を導くだけで容
易に燃焼空気から排ガス２へ切り替えてバーナ１２へ導
くことができる。

【００３０】尚、本発明のボイラ設備の消火バーナ冷却
装置は、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、
石炭焚きのボイラ設備以外に油やガス焚きのボイラ設備
にも適用し得ること、その他、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。

【００３１】

【発明の効果】上記した本発明のボイラ設備の消火バー
ナ冷却装置によれば、下記の如き種々の優れた効果を奏
し得る。

【００３２】（Ｉ）本発明の請求項１に記載の発明によ
れば、ＮＯx（窒素酸化物）の発生量を増加したり、ボ
イラ設備全体の熱効率を低下したりすることなく、消火
中のバーナを効果的に炉内輻射熱から保護してバーナの
経年劣化を抑制することができる。

【００３３】（ＩＩ）本発明の請求項１に記載の発明に
よれば、ボイラ設備が石炭焚きである場合に、バーナの
スロート部における流速を上げて該スロート部へのクリ
ンカの付着量を低減化することができる。

【００３４】（ＩＩＩ）本発明の請求項２に記載の発明
によれば、空気予熱器を経て温度降下し且つ集塵機によ
り集塵されて比較的清浄となった排ガスをバーナの各段
へ導くことができ、しかも、既存のセパレートダンパを
閉じて排ガス分岐ラインから排ガスを導くだけで容易に
燃焼空気から排ガスへ切り替えてバーナへ導くことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施する形態の一例を示すブロック図
である。

【図２】従来例を示すブロック図である。

【符号の説明】

１ ボイラ火炉 ２ 排ガス ５ 空気予熱器 ６ 集塵機 １１ 空気 １１Ｂ バーナ導入ライン １２ バーナ １４ セパレートダンパ １７ 排ガス分岐ライン

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ボイラ火炉の排ガスから空気予熱器によ
   り廃熱回収して前記ボイラ火炉のバーナへ供給する燃焼
   空気を予熱するようにしたボイラ設備の消火バーナ冷却
   装置であって、バーナの各段に対し空気予熱器を経た排
   ガスの一部を燃焼空気に替えて選択的に導き得るよう排
   ガス分岐ラインを備えたことを特徴とするボイラ設備の
   消火バーナ冷却装置。
2. 【請求項２】 排ガス分岐ラインが、空気予熱器の下流
   側に配置した集塵機出口と、前記空気予熱器からバーナ
   の各段へ燃焼空気を導くバーナ導入ラインのセパレート
   ダンパ出口との間を接続していることを特徴とする請求
   項１に記載のボイラ設備の消火バーナ冷却装置。