JPS61243206A

JPS61243206A - 蒸気ボイラ

Info

Publication number: JPS61243206A
Application number: JP8504685A
Authority: JP
Inventors: Masanobu Shigaki; 志垣　政信
Original assignee: Takuma Co Ltd
Current assignee: Takuma Co Ltd
Priority date: 1985-04-19
Filing date: 1985-04-19
Publication date: 1986-10-29
Also published as: JPH0327803B2

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、石炭を燃料とする蒸気ボイラに係り、とりわ
け、スプレッダストーカ焚ボイラの改良に関する。

（従来の技術）最近、石油価格の高騰と価格不安定の問題から、供給量
が無尽蔵で安定供給が見込まれると共に価格的にも安価
な石炭が燃料として見直されて来て居り、代替燃料とし
て急速に普及しつつある。

旧石炭時代では、むしろ石炭が主で、石油は特殊な条件
下で使われていた。

従って、石炭を燃料とする石炭焚ボイラは、常識的に使
用され、大型ボイラでは微粉炭焚、中小型ボイラではス
トーカ焚が常識であった。

然しなから、近年にあっては、ボイラの大型化が一段と
進み、微粉炭焚とストーカ焚との経済的均衡が上方に移
り、最近に於ては、微粉炭焚とストーカ焚（とりわけス
プレッダストーカ焚）との設備費と運転費が比較され、
一時間当りのトン数（Ｔ／Ｈ）かどのぐらいであれば均
衡点であるのかが最大の問題とされている。

即ち、大力の見方では、石炭の質にも依るが、７０〜１
３０　Ｔ／Ｈが均衡点のボーダラインであるとされてい
る。

従って、例えば、７０Ｔ／Ｈの蒸気ボイラな検討する場
合は、設備費としてはスプレッダストーカ焚：微粉炭焚
が１．０：１．４、運転費としてはスプレッダストーカ
焚：微粉炭焚がｔ、ｏ：ｔ、ｏ４であり、スプレッダス
トーカ焚の方が有利であると考えられている。

ところで、微粉炭焚は、ボイラ効率が高い利点がある。

又、最近の微粉炭焚は、二段燃焼成は三段燃焼と称して
、先ず、微粉炭バーナから噴出する際の空気過剰率を理
論必要空気量より低く押え、バーナから微粉炭を噴出さ
せた直後に二次空気を添加したり、或はこれに加えても
う一段上部に微粉炭を噴射して還元帯を形成すると共に
三次空気を噴射したりする事に依りＮＯｘの発生を押え
る事ができる。

ところが、微粉炭焚は、先述もした如く設備費が高いと
共に、ミルに大きな動力を要するので電気代が嵩ぼって
運転費が高く付く難点があった。

他方、スプレッダストーカ焚は、先述もした如く、設備
費と運転費が安い利点がある。

然しなから、スプレッダストーカ焚は、ストーカ上の燃
焼が主体であるので、どうしても空気過剰率が微粉炭焚
に比べて高くなってしまい、この事は必要空気量の増加
とこれに依る排ガス量の増加を招いて排ガス熱損失が増
す事になり、ボイラ効率の低下となって現われる。

又、過剰酸素率も高くなるので、ＮＯｘ値も大きくなる
。

もつとも、低ＮＯｘ化の為には、煙道から再循環ガスを
導びいてストーカの下に空気と共に供給する事に依って
これを押える事ができるが、これには限度があって問題
であった。

この様に、スプレッダストーカ焚ボイラは、設備費と運
転費の上で微粉炭焚ボイラより有利でありながら、ボイ
ラ効率と低ＮＯｘ化の点で微粉炭焚ボイラより劣ってい
た。

（発明が解決しようとする問題点）本発明は、叙上の問題点に鑑み、これを解消する為に創
案されたもので、その目的とする処は、設備費と運転費
を安くすると共に、ボイラ効率と低ＮＯｘ化を向上させ
、大型ボイラにも容易に適用できる蒸気ボイラを提供す
るにある。

（問題点を解決するための手段）本発明の蒸気ボイラは、内部に燃焼室が形成された燃焼
室体と、燃焼室の下部に設けられたストーカと、燃焼室
体の一部に設けられて石炭をストーカの上へ均一に投射
するスプレッダと、燃焼室に連通すべく燃焼室体に連設
されたボイ゛　ラ本体とを備えストーカの下からは石炭
燃焼用空気が供給されてストーカの上では余剰空気が発
生するスプレッダストーカ焚ボイラに於て、前記燃焼室
体のスプレッダより上方の位置に微粉炭バーナを設け、
ここから微粉炭と理論必要空気量以下の微粉炭燃焼用空
気とを噴射すべく構成した事に特徴が存する。

つまり、スプレッダストーカ焚ボイラを主体にしてこれ
と微粉炭焚ボイラとを巧みに組合せたものである。

（作　　　用）石炭は、スプレッダに依りストーカの上に均一に投射さ
れると共に、ストーカの下からは石炭燃焼用空気が供給
され、ストーカの上の全面で石炭が燃焼される。

□　この時、ストーカの上では、石炭燃焼用空気の全て
が燃焼に使わ九ず、余剰空気が発生する。

他方、微粉炭焚バーナからは、微粉炭と理論必要空気量
以下の微粉炭燃焼用空気とが噴射される。

つまり、微粉炭は、空気不足の状態で燃焼室に噴射され
、この不足分はストーカの上で発生した余剰空気で補な
われて燃焼し、ストーカの上方に還元帯を形成する。

石炭の燃焼並びに微粉炭の燃焼に依り発生１゜た燃焼ガ
スは、ボイラ本体に導びかれて蒸気を発生させる。

燃焼室では、ストーカの上で発生した余剰空気が微粉炭
の燃焼に利用されるので、総合的な空気過剰率が下がり
、排ガス熱損失を減少せしめると共に、ストーカの上方
には還元帯が形成されるので、ＮＯｘの発生が押えられ
る。

（実　施　例）以下、本発明の実施例を、図面に基づいて説明する。

図面は、本発明の実施例に係る蒸気ボイラの概要構造を
示す略式図である。

蒸気ボイラ１は、スプレッダストーカ焚ボイラ２と微粉
炭バーナ３とからその主要部が構成されている。

スプレッダストーカ焚ボイラ２は、内部に燃焼室４が形
成された燃焼室体５と、燃焼室４の下部に設けられた逆
送型のストーカ６と、燃焼室体５の一部に設けられて石
炭Ａをストーカ６の上に均一に投射するスプレッダ７と
、燃焼室４に連通すべく燃焼室体５に連設されたボイラ
本体８とを備え、ストーカ６の下からは石炭燃焼用空気
Ｂが供給されてストーカ６の上では余剰空気Ｃが発生す
るものである。

微粉炭バーナ３は、燃焼室体５のスプレッダ７より上方
の位置に設けられ、ここから微粉炭りと理論必要空気量
以下の微粉炭燃焼用空気Ｅとを噴射させるものである。

図中、９は過熱器、ｌＯはエコノマイザ、ｌｌはエアヒ
ータ、１２は集塵機、１３は誘引通風機、１４は煙突、
１５は押込通風機、１１６は石炭フィーダ、１７はミル
、１８はシンダーリインゼクタ用ファン、１９はノズル
、２０はガス再循環ファン、２１は二次空気ノズルであ
る。

石炭Ａは、スプレッダ７に依りストーカ６の上に均一に
投射されると共に、石炭燃焼用空気Ｂは押込通風機１５
からエアヒータ１１を通ってストーカ６の下へ供給され
、石炭Ａはストーカ６の上の全面で燃焼する。

この時、ストーカ６の上では、石炭燃焼用空気Ｂの一部
が燃焼に使われずに余剰空気Ｃとして発生する。

燃焼に依り発生した燃焼ガスは、燃焼室４→過熱器９→
ボイラ本体８→エコノマイザ１０→集塵機１２→誘引通
風機１３→煙突１４を経て排出され、ボイラ本体８に於
て蒸気を発生させる。

他方、石炭フィーダ１６へ供給された石炭Ａは、ミル１
７に依り粉砕されて微粉炭りに為され、押込通風機１５
からエアヒータ１１を通ってミル１７に分岐導入された
微粉炭燃焼用空気Ｅに依って微粉炭バーナ３に送られ、
ここから燃焼室４に噴射される。

この時、微粉炭燃焼用空気Ｅは、理論必要空気量以下に
して置き、所謂微粉炭りを空気不足の状態で噴射させる
。

燃焼室４に噴射された微粉炭りは、同時に噴射された微
粉炭燃焼用空気Ｅとストーカ６の上で発生した余剰空気
Ｃとに依って燃焼し、これに依り還元帯を形成する。

従って、この還元帯に依り低ＮＯｘ化が達成できる。

還元帯に於ける還元度は、微粉、炭燃焼用空気Ｅを増減
して微粉炭りとの濃度を変える事に依り調整できる。

又、押込通風機１５からエアヒータｌｌを通って二次空
気ノズル２１に分岐導入された二次空気を調整して燃焼
室４に供給する事に依っても還元度を変ｉる事ができる
。

集塵機１２を経た排ガスの一部は、ガス再循環ファン２
０に誘引され、押込通風機１５からエアヒータ１１を経
て送らｈて来る燃焼用空気に混ぜてストーカ６の下や微
粉炭バーナ３や二次空気ノズル２１から燃焼室４に吹込
まれる事に依り低０２運転に依る低Ｎ　Ｏｘ化が促進さ
れる。

ガス再循環７アン２０からの排ガスは、シンダーリイン
ゼクタ用ファン１８に依り加圧されて燃焼室４に導入す
る事に依り集塵機１２まで飛来して来た未燃炭を再吹込
して未燃損失が防止される。

ミル１７は、従来の微粉炭焚ボイラの如く全量微粉炭に
しなくても良いので、小型のもので良く、然も多少粒子
が荒くても支障がない。何故なら、荒い粒子の微粉炭は
、ストーカ６の上に落下して燃焼させる事ができるので
、未燃焼する事がないからである。又、細かい粒子の微
粉炭は、未燃焼のままで集塵機１２に達してもシンダー
リインゼクタ用ファン１８に依り燃焼室４に再吹込され
て燃焼される。

尚、蒸気ボイラ１に於ては、例えば全燃焼量の８０％を
ストーカ燃焼させると共に、残りの２０％を微粉炭燃焼
させる。

これに関して、更に分り易く単純化して説明する。

今、ストーカ６の上で燃焼させる石炭量を全体量の８０
％とし、石炭燃焼用空気の空気過剰率をλ＝１．３５と
すると、全空気量比は、１０８となり、これに対して理
論必要空気量比（実際に消費される空気量比）は８０、
余剰空気量比は２８という事になる。

スプレッダストーカ焚ボイラでは、この余剰空気が過剰
空気としてそのまま炉外に排出され、結局は排ガス損失
となってボイラ効率が低い原因になっていた。

然し、蒸気ボイラ１では、この余剰空気が上部に゛吹込
まれる微粉炭の燃焼に一部消費される。

即ち、微粉炭燃焼量は、この場合、残りの２０％であり
、今、この微粉炭を空気過剰率がλ＝０．５の微粉炭燃
焼用空気で燃焼室に吹込んだとすると、理論必要空気量
比は２０であるが、微粉炭バーナからはその半分の１０
しか供給されていないので、残りｌＯが不足している事
になる。

そこで、この不足分の１０を下から上がって来る余剰空
気量比２８の一部でまかなうと、微粉炭燃焼後の余剰空
気量比は１８に減少する。

これは、全燃焼量１００％に対して空気過剰率がλ＝　
１　、１．８となり、総合的な空気過剰率を著しく低減
でき、排ガス損失を少なくできる。

この為、従来のスプレッダストーカ焚ボイラに比べてボ
イラ効率が向上する。

（発明の効果）以り既述した如く本発明に依れば、次の様な優れた効果
を奏する事ができる。

（１）　　スプレッダストーカ焚ボイラに微粉炭、バー
ナを設けてここから微粉炭と理論必要空気量以下の微粉
炭燃焼用空気を噴射させる様にし、所謂ストーカ燃焼に
て発生した余剰空気を微粉炭燃焼に利用する様にしたの
で、総合的な空気過剰率が著しく低下して排ガス損失が
減少し、この為、従来のスプレッダストーカ焚ボイラに
比べてボイラ効率が向上する。

（２）　　微粉炭バーナを設けてストーカの上方の燃焼
室に於て微粉炭燃焼させる様にしたので、ここには還元
帯が形成されて、低ＮＯｘ化を図る事ができる。

（３）　　スプレッダストーカ焚ボイラに微粉炭バーナ
を設けて構成したので、設備費並びに運転費が余り増加
せず、この為に大型ボイラにも容易に適用できる。

（４）排ガスの一部を燃焼用空気に混ぜて燃焼室に導入
する様にすれば、より一層の低ＮＯｘ化が図れる。

（５）前述の例では、微粉炭は小型微粉機に依り作られ
る様に説明したが、別案として水・石炭のスラリーを微
粉炭バーナより供給する事に依り、更に低ＮＯｘ化と設
備の簡単化を達成できるのでメリットは更に大きい。

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明の実施例に係る蒸気ボイラの概要構造を
示す略式図である。１・・・・・・蒸気ボイラ２・・・・・・スプレッダストーカ焚ボイラ３・・・・
・・微粉炭バーナ４・・・・・・燃　焼　室５・・・・・・燃焼室体６・・・・・・ストーカ７・・・・・・スプレッダ８・・・・・・ボイラ本体他１名

Claims

【特許請求の範囲】

内部に燃焼室が形成された燃焼室体と、燃焼室の下部に
設けられたストーカと、燃焼室体の一部に設けられて石
炭をストーカの上へ均一に投射するスプレッダと、燃焼
室に連通すべく燃焼室体に連設されたボイラ本体とを備
えストーカの下からは石炭燃焼用空気が供給されてスト
ーカの上では余剰空気が発生するスプレッダストーカ焚
ボイラに於て、前記燃焼室体のスプレッダより上方の位
置に乾式微粉炭バーナ又は水・石炭スラリーバーナを設
け、ここから微粉炭と理論必要空気量以下の微粉炭燃焼
用空気とを噴射すべく構成した事を特徴とする蒸気ボイ
ラ。