JPS63271019A - 微粉炭ボイラの運転方法および微粉炭ボイラシステム - Google Patents

微粉炭ボイラの運転方法および微粉炭ボイラシステム

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JPS63271019A
JPS63271019A JP10360587A JP10360587A JPS63271019A JP S63271019 A JPS63271019 A JP S63271019A JP 10360587 A JP10360587 A JP 10360587A JP 10360587 A JP10360587 A JP 10360587A JP S63271019 A JPS63271019 A JP S63271019A
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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〕 本発明は微粉炭ボイラの石炭供給系に関わり、特に石炭
供給が、ダイレクトシステムで行われる場合、粉砕した
石炭を複数の微粉炭バーナに均等分配するのに好適な方
法およびそのだめの装置に関する。
〔従来の技術〕
微粉炭焚きボイラに微粉炭を供給する万伝VCにビンシ
ステムとダイレクトシステムがアル。ビンシステムとは
、ミルで粉砕した石炭を一旦容器に収容し、適当な2イ
〜ダで切シ出して気流搬送し。
この固−気二相流を分配器を介して複数の燃料管に分け
、微粉炭焚きボイラの複数のバーナに供給するものであ
る。しかし一般に用いられているのは、システムの簡素
さ、運転取扱の容易さ、動力節減等の点から第2図に示
すダイレクトシステムである。第2図におりて、塊炭1
をミル2によって微粉砕する。搬送空気(燃焼−次空気
)源3から提供する空気で微粉炭を気流搬送する。固−
気二相流を形成した微粉炭を分配器4で複数の燃料管8
に分配し、微粉炭ボイラ6に設置された微粉炭バーナ5
に供給する。
第3図にミル2の概要ヲ示す。切願円錐状の分配器4は
ミル頂部に取シ付けられており、これに6〜10本程度
程度料管8が接続される。9は給炭骨、10はサイクロ
ン、11は71ウノング。
12はスプリングl 2’を下面に設けたスズリング7
L/−ム、13は上記スプリングl 2’で押圧される
プレッシャーフレーム、+4fd粉砕リング。
15はプレッシャーフレーム13を介してスプリング1
2′の力で粉砕リング14に押し付けられるローラであ
る。
第3図の各部の機能を第4図を用いて説明する。
原炭は給炭骨9より連続的に供給される。ミルの下方で
は、粉砕リング14が垂直軸に対して回転している。粉
砕リング中央に落下した原炭は、遠心力により粉砕リン
グ外周に移動する。更に粉砕リング外周の溝とハウソン
グ11に支持された粉砕ローラ15との間にはさ丑り圧
縮・せん断力によυ粉砕される。粉砕された微粉炭は一
次空気と共に固−気二相流を形成する。旋回を与えられ
た一次空気によって吹き上げられた粗粉は一次分級によ
り再び粉砕部に導かれる。微粉を含んだ固−気二相流に
対しては、粒径を揃えるためサイクロン10によって二
次分域が行われる。粒径調整された固−気二相流を分配
器4に尋人し谷燃料管8に供給する。
固−気二相流を均等に各燃料管8に分配するにけ、■ミ
ル2から微粉炭バーナ5までの各燃料管8に、固−気二
相流を流したときの抵抗が同じであること、0分配器4
内で微粉炭粒子がよく分散した状態であること、の二つ
の必要条件がある。
従来、ダイレクトシステムの分配に関する研究はあまり
行われておらず、現状では、■の燃料管8の抵抗を揃え
るという要件は、M2図に於て各燃料管8に予め空気の
みを流しその配管抵抗が同じになるようダンパ7で調整
することで代表させている。■に対しては、従来、考慮
されていない。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上述したように、従来、ダイレクトシステムにおける複
数の微粉炭バーナに到る各燃料管への微粉炭の分配に関
しては、各燃料管8に予め空気のみを流して、そのとき
の配管抵抗が同じになるようにダンパ7を調整すること
が行われているが。
しかし、これのみでは実除に微粉炭−空気の固−気二相
流を流したときの分配が一様にはならず、個々の微粉炭
バーナでは要求する固−気比が得られず、NOxや未燃
成分の増加の原因となるという問題があった。
本発明の目的は、ダイレクトシステムにおいて、ミルで
微粉砕した石炭全複数の微粉炭バーナに到る各燃料供給
管に、従来技術に比べて、より良好な固−気比を以て、
よシ均等に分配する方法およびそのための装置を提供す
ることにある。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、分配器内の微粉炭濃度分布パターンを経時的
に変化させることによって、各燃料管入り口の微粉炭濃
度の時間的平均値を那しくすることによシ、各燃料管へ
の石炭供給蓋を統計的に等しくするものである。
分配器内の微粉炭濃度分布のパターンを変更する手段と
しては、分配器内に駆動可能な案内羽根を設けること、
又は、分配器外周部から分配器内に空気を注入する手段
を設けること等を挙けることができる。
〔作用〕
均等分配の必要条件は前述の通り、■各燃料管に固−気
二相流を流したときの抵抗が寺しいこと、0分配器内で
粒子の分散がよく、各燃料管入り口付近の微粉炭粒子濃
度がどれも等しいことである。
ところで現状の技術では、ダイレクトシステムで使用し
ている固−気比(微粉炭重量/−次全空気重量は0.3
〜0.5であって、粉体流量は検出できないので、各燃
料管に検出端及び操作端を設置し、微粉炭流量を個々に
フィードバック制御することは不可能である。そこで本
発明では、■の燃料管の抵抗を揃えるという条件は、第
2図に於て予め各燃料管8に空気のみを流し、その配管
抵抗が同じになるようダンパ7で調整することにより代
表させることは従来技術と同じであるが、その上で。
■の条件に関して1分配器の工夫によシ、各燃料管人口
の微粉炭濃度を等しくする方法を考えた。
分配器に導かれる固−気二相流は、ミルの中心軸に対し
て、非対称な構成要素(−次空気入口、粉砕ローラ、ス
プリングフレーム12、プレッシャーフレーム13等)
のために、例えば第5図、第6図に示すような濃度分布
のノくターンを持っている。28は微粉炭濃度の薄い所
、29は中程度の所、30は濃い所を示している。A、
B、C。
Dは燃料管を示している。この濃度分布のパターンは一
次空気量1石炭粉砕量等の粉砕条件が一定のとき時間的
に大きく変動することはない。このときの各燃料管の入
口近傍の微粉炭濃度の確率密度分布は第7図のようでる
る。総石炭重量を総金気体積で除した平均濃度に対して
、各燃料管の微粉炭濃度は、ばらついている。結果的に
濃度の濃い場所に接続される燃料管AKは、多量の微粉
炭が流れ、希薄な場所に接続される燃料管Cには、微粉
炭があまり流れない。分配器の直径!’;1.3000
醪以上もあり、この濃度分布のパターン全くずし微粉炭
粒子を分配器内に一様に分散させることは出来ない。そ
こで1本発明では、各燃料管入口付近の微粉炭濃度の時
間的平均値が総て等しくなるように分配器内の濃度分布
のパターンを、経時的に変更させることを考えた。
分配器内の濃度分布のパターンを変更する手段としては
1分配器内で案内羽根等を駆動する手段、または、分配
器外部からの空気注入を行う手段が考えられる。また、
各燃料管入口付近の微粉炭濃度の平均値を等しくする一
手法として、前記手段を例えば乱数発生装置に接続して
動作させることも考えられる〇 〔実施例〕 以下簡単な実施例モデルを用いて本発明の原理及び作用
を説明する。まず、第8図に示すように。
分配器4内に分布パターンの一部を切り取る案内羽根3
2を設け、これをモータ31で一定速度で回転させる実
施例を考える。モータの角速度をdθ/dt、固−気二
相流の上昇速度をVb1羽根の長さをLとするとき、濃
度分布のパターンは、固−気二相流が羽根を通過する時
間T v = I、/V b中にモータが回転する角度
θ=dθ/dt−Tvだけ、周方向に移動する。即ち第
9図の濃度分布パターンから、第10図のパターンに変
更することが可能である。
dθ/dtの速さの大小によって第11図のように濃度
分布パターンを単位時間当シ色々な角度θずらずことが
出来る。この濃度分布パターンの変更を各燃料管入口付
近の微粉炭濃度の時間的平均値が等しくなるように行え
ば5分配器内に微粉炭を均一に分散させるのと等価な効
果が得られる。上記時間的平均値を等しくするためには
例えば次のような方法がある。すなわち上記案内羽根の
回転速度を任意の数列に対応させる。−万、乱数発生装
置で一定時間おきに乱数を発生させる。発生した乱数で
案内羽根の回転数を決定、駆動させれば、濃度分布パタ
ーンが無作為に変更される。このときの各燃料管入口に
おける微粉炭濃度の確率密度分布は第12図のようであ
り、第5図、第6図。
第7図に示した燃料管A、B、C,Dの微粉炭濃度の時
間的平均値は一致する。
但し乱数の使用は本発明においては必ずしも必要ではな
く、要は、各燃料管人口附近における微粉炭濃度の時間
的平均値が全て等しくなるように分配器内の濃度分布パ
ターンを経時的に変化はせればよい。
上記の実施例モデルに基ついた不発明の一実施例を第1
図を用いて説明する。第1図にネオ分配器は給炭管9、
燃料′u8等の寸法が現状の分配器と全く同じであり、
従って既設のミルに対しても適用可能である。分配器下
部の微粉炭導入部には、ミルの垂直中心軸に対して回転
OJ能な案内羽根32が設置されている。第13図に案
内羽根32の取り付は部分を示す。案内羽根32はベア
リング34によって回転可能に支持された回転リング3
3に接続される。回転リング33はモータに接続された
ビニオン35により駆動される。分配器下部より導入さ
れる固−気二相流は一定の微粉炭濃度分布のパターンを
持っている。固−気二相流は濃度分布を持ったまま案内
羽根内を上昇する。
案内羽根32#′i回転しているので、固−気二相流が
案内羽根32を通り抜けるのにかかった時間内に案内羽
根が回転した角度だけ、濃度分布パターンが円周方向に
ずれる。モータ回転数は、一定時間おきに発生する乱数
によって決定されるので。
濃度分布パターンは無作為に変更される。よって、各燃
料管入口付近の微粉炭濃度の時間的平均値は等しくなる
他の実施例を第14図に示す。前記第1図の実施例では
、ミルの垂直中心軸に対して回転可能な案内羽根32を
設けたのに対して、第14図では図示の夫々の軸36′
を中心にして角変位可能な案内羽根36を設けたもので
ある。この案内羽根の角変位を乱数に対応させることが
できる。
更に他の実施例を第15図に示す。案内羽根の替わりに
分配器4の側面には、開閉弁37を介して空気源が接続
されている。複数の開閉弁37のうちの一個または数個
の弁の開閉選択を乱数で支配するものである。また、こ
の場合開閉弁の選択を必ずしも乱数で行う必要性はない
。多数の弁のうち一個または隣合う数個の弁を閉じ、他
の弁は開けることにより、微粉炭粒子を閉じた弁の付近
に局在化させる。この閉じた弁を一個ずつ瞬の弁にシフ
トすることによって、各燃料管入口付近の濃度の時間的
平均値を等しくすることが出来る。
先に述べたように、現状の技術では、ダイレクトシステ
ムで使用している固−気比(微粉炭頁蓋/−次空気重i
)では粉体流量は検出できず、このため各燃料管に検出
端及び操作端を設置して微粉炭’a、量を各燃料管個々
にフィードバック制御することは不可能である。そこで
本発明では、均等分配の前記必要条件■である燃料管の
抵抗を揃えることは第2図に於て各燃Rf8に空気のみ
を流しその配管抵抗が同じになるようダンパ7で調整す
ることで代表きせることとした。しかし固−気二相流を
流したときの配管抵抗が同じになら匁いのが現実である
。故に、本発明では、分配器の工夫により、前述のよう
に各燃料管入口の微粉炭濃度を等しくする方法を考えた
。しかし、今後、粉体流量計が開発されれば、第16図
に示す均等分配方法が可能になる。すなわち分配器4に
は例えばM16図のごとき装置を用いる。ミル2で粉砕
した石炭を一次空気40によって気流搬送する。谷燃料
管8を流れる微粉炭は粉体流量計38によって検出され
る。各々の微粉炭流蓋の信号は、データ処理装[41に
入力される。データ処理装置は微粉炭流量の少ない燃料
管の入口の微粉炭濃度の平均値が増加するように開閉弁
37をフィート゛バック制御する。この方法によれば、
配管抵抗の差も加味した精密な均等分配制御が出来る。
〔発明の効果〕
本発明によれば、微粉炭焚きボイラの微粉炭供給ダイレ
クトシステムに於て、コンパクトで負荷変動に対応可能
であり、しかも均一な固−気比を以て微粉炭を各バーナ
への各燃料管に均等に分配できる分配方法および装置が
得られる。
よって各微粉炭バーナが要求する固−気比の微粉炭と空
気を提供し、火力プラントの未燃分、NOx・の減少を
実現することが出来る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例に係る分配器の構造を示す図
、第2図は微粉炭焚きボイラにおける石炭供給ダイレク
トシステムの概要図、第3図はミルの構造図、第4図は
ミルの機能説明図、第5図は現状の分配器内の濃度分布
の平面図、第6図は現状の分配器内の濃度分布の側面図
、第7図は現状の分配器の各燃料管人口の微粉炭濃度の
確率密度分布、第8図は濃度分布パターン変更手段の一
例の説明図、第9図は第8図における変更前の微粉炭濃
度分布パターン、第1O図は第8図における変更後の微
粉炭濃度分布パターン、第11図は微粉炭濃度分布パタ
ーンを任意に変更する説明図、第12図は各燃料管入口
の微粉炭濃度の時間的平均値を等しくするように濃度分
布パターンを変更したときの各燃料管入口の微粉炭濃度
の確率密度分布の図、第13図は第1図の案内羽根取り
付は部を示す図、第14図は本発明の他の実施例の説明
図、第15図は更に他の実施例の説明図、第16図はそ
の他の実施例の説明図である。 符号の説明 2・・・ミル      4・・・分配器5・・・微粉
炭バーナ  6・・・微粉炭ボイラ7・・・ダンパ  
    8・・・燃料管9・・・給炭管    28・
・・微粉炭濃度(薄)29・・・微粉炭濃度(中)30
・・・微粉炭濃度(#)32.36・・・条内羽根。 鵬1区 第3図 兜4図 地5図     第7図 第11 図 □ 第12図 姑1δ図 第14図 第16図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、ミルで粉砕した微粉炭を空気によって気流搬送し、
    分配器を介して複数の燃料管に分配し、微粉炭焚きボイ
    ラの複数のバーナに供給する微粉炭供給ダイレクトシス
    テムに於て、各燃料管入口付近の微粉炭濃度の時間的平
    均値が総て等しくなるように分配器内の微粉炭濃度分布
    のパターンを経時的に変化させることを特徴とする、ミ
    ルで粉砕した微粉炭を複数のバーナに均等分配する方法
    。 2、ミルで粉砕した微粉体を空気によって気流搬送し、
    分配器を介して複数の燃料管に分配し、微粉炭焚きボイ
    ラの複数のバーナに供給する微粉炭供給ダイレクトシス
    テムに於て、分配器内の微粉炭濃度分布のパターンを変
    更するための駆動可能な案内羽根を分配器内に備えたこ
    とを特徴とする、ミルで粉砕した微粉炭を複数のバーナ
    に均等分配するための装置。 3、ミルで粉砕した微粉炭を空気によって気流搬送し、
    分配器を介して複数の燃料管に分配し、微粉炭焚きボイ
    ラの複数のバーナに供給する微粉炭供給ダイレクトシス
    テムに於て、分配器内の微粉炭濃度分布のパターンを変
    更するための空気を分配器の周囲の複数箇所から吹き込
    む手段と、各々の該空気吹き込み箇所に設けた空気流量
    調節弁または開閉弁とを備えたことを特徴とする、ミル
    で粉砕した微粉炭を複数のバーナに均等分配するための
    装置。
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