JP2538606B2 - Boiler equipment - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はボイラ火炉に係り、特にバーナの燃焼を阻害
することなく、排ガスを火炉に混入する排ガス注入装置
を設けたボイラ火炉に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a boiler furnace, and more particularly to a boiler furnace provided with an exhaust gas injection device that mixes exhaust gas into the furnace without inhibiting combustion of a burner.
大型の事業用ボイラでは熱効率を上げるためにボイラ
で発生した蒸気を高圧タービンに送り、その蒸気を再び
ボイラで加熱して低圧タービンに送り発電する再熱方式
がとられる。In large-scale business boilers, in order to improve the thermal efficiency, the steam generated in the boiler is sent to the high-pressure turbine, and the steam is heated again in the boiler and sent to the low-pressure turbine to generate electricity.
第７図は、従来のこの種の事業用ボイラ装置の概念図
である。図において、火炉１は水壁管３によって作られ
ており、火炉１の出口の煙道には節炭器２、１次加熱器
４、２次加熱器５、再熱器６の伝熱管群が配置されてい
る。燃焼用空気は燃焼空気用ファン10によってウインド
ボックス12に送られる。この量は弁11によって制御され
る。バーナ13で燃焼したガスは火炉水壁管３で輻射によ
って伝熱を行ないその後、煙道の管群で伝熱する。FIG. 7 is a conceptual diagram of a conventional commercial boiler device of this type. In the figure, the furnace 1 is made up of a water wall tube 3, and a heat transfer tube group of a economizer 2, a primary heater 4, a secondary heater 5, and a reheater 6 is provided in the flue of the exit of the furnace 1. Are arranged. The combustion air is sent to the wind box 12 by the combustion air fan 10. This amount is controlled by valve 11. The gas burned in the burner 13 transfers heat by radiation in the furnace water wall tube 3 and then transfers in the flue tube group.
ボイラ装置においては、変動する負荷に対応するため
バーナの燃焼量を変化させている。すなわち、低負荷時
には燃焼量を少なくし、高負荷時には燃焼量を多くして
いる。したがって燃焼排ガス量は負荷によって変化す
る。In the boiler device, the combustion amount of the burner is changed in order to cope with the fluctuating load. That is, the combustion amount is reduced when the load is low, and the combustion amount is increased when the load is high. Therefore, the amount of combustion exhaust gas changes depending on the load.
伝熱は火炉水壁管３では輻射によって行なわれ、煙道
の管群では対流によって行なわれているから、燃焼排ガ
ス量が変われば、管群の伝熱量が変化する。Heat transfer is performed by radiation in the water wall tube 3 of the furnace and by convection in the tube group of the flue, so if the amount of combustion exhaust gas changes, the amount of heat transfer in the tube group changes.
この伝熱量の変化に対応するため、従来は排ガスを排
ガス再循環ファン20で再循環させ、調整用弁23により再
循環量を調整して炉底から噴出させている。なお、排ガ
スの再循環量は排ガス再循環ファン20の回転数によって
制御することも行なわれている。In order to cope with this change in the amount of heat transfer, conventionally, exhaust gas is recirculated by the exhaust gas recirculation fan 20, the recirculation amount is adjusted by the adjustment valve 23, and it is ejected from the furnace bottom. The recirculation amount of exhaust gas is also controlled by the rotation speed of the exhaust gas recirculation fan 20.
ところが、この排ガスは400℃前後と低温であり、第
７図のように噴出すると、下段バーナの根元部に流入
し、著しく燃焼性を低下させる。この詳細を第11A図に
示すが、従来のように排ガスを炉底の一方（図では缶後
ろ側から）からのみ噴出する方法では、炉底に大きな渦
14を作り、そのため缶前最下段バーナ13の根元部に、排
ガスが集中する。したがって、バーナ13の根元部の酸素
分圧が低下し、安定な着火ができなくなる。However, this exhaust gas has a low temperature of around 400 ° C., and when it is ejected as shown in FIG. 7, it flows into the root portion of the lower burner and remarkably deteriorates the combustibility. This detail is shown in Fig. 11A. In the conventional method of ejecting exhaust gas from only one side of the furnace bottom (from the back side of the can in the figure), a large vortex is generated at the bottom of the furnace.
Therefore, exhaust gas concentrates at the root of the bottom burner 13 in front of the can. Therefore, the oxygen partial pressure at the root of the burner 13 decreases, and stable ignition cannot be performed.
一方、第８図に示すように、バーナへの燃焼用空気に
混入させる方法もあるが、酸素分圧が低下するため、石
炭のようにガス、油に較べて燃焼性の低いものには使用
することができない。On the other hand, as shown in Fig. 8, there is also a method of mixing it with the combustion air to the burner, but since the oxygen partial pressure is reduced, it is used for those with a lower combustibility than gas and oil such as coal. Can not do it.
これに対し、第９図の例では排ガスを火炉出口で注入
している。この方式ではバーナの燃焼性は全く損なわれ
ないが、伝熱量の制御ができない。すなわち、第10図
は、第７図の再循環排ガスを炉底から噴出させる場合
イ、第８図の燃焼用空気を混合する場合ロ、および第９
図の再循環排ガスを火炉出口から噴出させる場合ハにつ
いて、それぞれ排ガス再循環量を変化させたときの火炉
出口ガス温度Ａ、伝熱管群入口ガス温度Ｂ、および再熱
器蒸気温度Ｃを示したものである。この結果から、火炉
出口ガス温度Ａは、ハの方法では排ガス再循環量とは無
関係であり、またイおよびロの方法では排ガス再循環量
とともに低下することがわかる。また伝熱管群の入口温
度Ｂは、イ、ロの方法ではＡと同じであるが、ハの方法
では排ガスが注入されて低下し、このときの温度はイお
よびロよりも低くなっている。これは、火炉水壁管が輻
射で伝熱し、炉内温度の４乗で効くためである。したが
って、再熱器６の蒸気温度Ｃはイ、ロに較べハの方法で
は変化しにくくなり、制御できなくなる。On the other hand, in the example of FIG. 9, the exhaust gas is injected at the furnace outlet. With this method, the burnability of the burner is not impaired at all, but the amount of heat transfer cannot be controlled. That is, FIG. 10 shows a case of ejecting the recirculated exhaust gas from the furnace bottom in FIG. 7, a case of mixing combustion air in FIG. 8, and b.
In the case of ejecting the recirculated exhaust gas from the furnace outlet in the figure, the furnace outlet gas temperature A, the heat transfer tube group inlet gas temperature B, and the reheater steam temperature C when the exhaust gas recirculation amount is changed are shown. It is a thing. From these results, it can be seen that the furnace outlet gas temperature A is independent of the exhaust gas recirculation amount in the method of C and decreases with the exhaust gas recirculation amount in the methods of A and B. The inlet temperature B of the heat transfer tube group is the same as A in the methods a and b, but is reduced by the exhaust gas being injected in the method c, and the temperature at this time is lower than the temperatures a and b. This is because the water wall tube of the furnace transfers heat by radiation and works at the fourth power of the furnace temperature. Therefore, the steam temperature C of the reheater 6 is less likely to change and cannot be controlled by the method C as compared with the methods A and B.
以上のように排ガスを火炉に噴出してガス量を増加さ
せ、煙道部の管群の伝熱量を制御する方法では、バーナ
の燃焼性への配慮が欠けており、一方、排ガス量を増加
すると、バーナの燃焼が悪化するという問題があった。
また、排ガスを火炉出口で注入する方法では伝熱量の制
御性が低下するという問題があった。As described above, in the method of ejecting exhaust gas into the furnace to increase the amount of gas and controlling the amount of heat transfer in the flue tube group, consideration for burnability of the burner is lacking, while increasing the amount of exhaust gas. Then, there was a problem that combustion of the burner deteriorates.
Further, the method of injecting the exhaust gas at the furnace outlet has a problem that the controllability of the amount of heat transfer is lowered.
本発明の目的は、バーナの燃焼性を損なうことなく排
ガスを火炉に混入することができるボイラ装置を提供す
ることにある。An object of the present invention is to provide a boiler device that can mix exhaust gas into a furnace without impairing the burnability of the burner.
上記目的は、排ガスを火炉に噴出する際に、バーナの
根元部から炉底部に向かって噴出することによって達成
される。すなわち、本発明は、中央に向かって傾斜した
底面を有する火炉と、該火炉に取付けられたバーナと、
燃焼ガスが通る煙道とからなり、蒸気発生に必要な伝熱
を火炉を構成する水壁管と煙道内に挿入した伝熱管群と
で行い、さらに排ガスを火炉内に再循環することによっ
て伝熱管群の受熱量を制御するボイラ装置において、前
記再循環用の排ガスの一部を前記中央に向かって傾斜し
た火炉底部から火炉内に下流方向に噴出させるダクトを
設けると共に、前記再循環用の排ガスの他の一部を前記
火炉の最上流のバーナよりさらに上流から火炉内に上流
方向に噴出させるダクトを設けたことを特徴とする。The above object is achieved by ejecting the exhaust gas into the furnace from the root of the burner toward the bottom of the furnace. That is, the present invention, a furnace having a bottom surface inclined toward the center, a burner attached to the furnace,
It consists of a flue through which the combustion gas passes, and the heat transfer required for steam generation is performed by the water wall tubes that make up the furnace and the heat transfer tubes that are inserted into the flue. In a boiler device for controlling the amount of heat received by a heat pipe group, a duct for ejecting a part of the exhaust gas for recirculation in a downstream direction into the furnace from a furnace bottom portion inclined toward the center is provided, and for the recirculation. It is characterized in that a duct for ejecting another part of the exhaust gas into the furnace in the upstream direction is provided further upstream from the most upstream burner of the furnace.
バーナの根元部から炉底部に向かって排ガスを噴出す
ることによって、バーナ根元部にエアカーテンができ、
バーナの着火が安定に行なわれる。しかも、炉底部に向
かって噴出しているので火炉の中央部を排ガスが上昇
し、バーナの燃焼性を損なうことがない。By ejecting exhaust gas from the root of the burner toward the bottom of the furnace, an air curtain is created at the root of the burner,
The burner is ignited stably. Moreover, since the gas is ejected toward the bottom of the furnace, the exhaust gas does not rise in the central part of the furnace and the combustibility of the burner is not impaired.
第１図は、本発明の一実施例を示すボイラ装置の概念
図である。火炉１は水壁管３によって作られ、その燃焼
排ガスの流路には伝熱管群２、４、５、６が挿入されて
いる。排ガスの一部は、調整用弁22、23によって流量を
調整された後、排ガス再循環用ファン20によってウイン
ドボックス12の下部に設けられた排ガスダクト21Aおよ
び炉底部に導かれ、それぞれバーナ下部および炉底から
炉内に噴出される。燃焼用空気は弁11によって流量を調
整された後、ファン10によってウインドボックス12に送
られる。蒸気発生に必要な伝熱は節炭器２、火炉水壁管
３、１次過熱器４、２次過熱器および再熱器６で行なわ
れる。FIG. 1 is a conceptual diagram of a boiler device showing an embodiment of the present invention. The furnace 1 is made of a water wall tube 3, and heat transfer tube groups 2, 4, 5, 6 are inserted in the flow path of the combustion exhaust gas. Part of the exhaust gas, after the flow rate is adjusted by the adjusting valves 22, 23, is guided by the exhaust gas recirculation fan 20 to the exhaust gas duct 21A provided in the lower part of the wind box 12 and the furnace bottom part, respectively below the burner and It is ejected from the bottom of the furnace into the furnace. The flow rate of the combustion air is adjusted by the valve 11 and then sent to the wind box 12 by the fan 10. The heat transfer required for generating steam is performed by the economizer 2, the furnace water wall tube 3, the primary superheater 4, the secondary superheater and the reheater 6.
排ガスダクト21Aから火炉に噴出する部分の拡大図を
第２図および第３図に示す。第２図において排ガスダク
ト21A内の炉壁には排ガスを噴出するためのスリーブ25
が設けられている。このスリーブ25は下向きに配置さ
れ、また、第３図の正面図に示すように火炉水壁管３の
間に設けられている。2 and 3 are enlarged views of the portion ejected from the exhaust gas duct 21A into the furnace. In FIG. 2, a sleeve 25 for ejecting exhaust gas is provided on the furnace wall inside the exhaust gas duct 21A.
Is provided. The sleeve 25 is disposed downward and is provided between the furnace water wall tubes 3 as shown in the front view of FIG.
このような構成において、排ガスの一部は、排ガスダ
クト21Aからスリーブ25に案内されて火炉内に下向きに
噴出され、また他の一部は弁23を介して炉底部から噴出
される。スリーブ25を通って火炉内に下向きに噴出した
排ガスは、第１図の矢印で示すように下段バーナの根元
部にエアカーテンを形成し、排ガスがバーナ根元部に入
るのを防ぐ。排ガスがバーナの燃焼を悪くするのは特に
バーナ根元部で酸素分圧を低下させるからであるが、本
発明では第11B図に詳細を示すように、バーナ13の下方
から排ガス31の一部を噴出してエアカーテンを形成する
ので、バーナ13の根元部に排ガス31が流入せず、酸素分
圧が低下しないので安定な着火および燃焼が可能にな
る。また炉底部から噴出する排ガス流を排ガスダクト21
Aからの噴流が左右から支えているために、炉底部から
の噴流の左右の振れがなくなり、火炉中央部の排ガスを
安定した状態で上昇させることができる。In such a configuration, a part of the exhaust gas is guided from the exhaust gas duct 21A to the sleeve 25 and jetted downward into the furnace, and the other part is jetted from the furnace bottom through the valve 23. The exhaust gas jetted downward into the furnace through the sleeve 25 forms an air curtain at the root part of the lower burner as shown by the arrow in FIG. 1 to prevent the exhaust gas from entering the root part of the burner. Exhaust gas deteriorates the combustion of the burner especially because it lowers the oxygen partial pressure at the burner root, but in the present invention, as shown in detail in FIG. 11B, a part of the exhaust gas 31 is discharged from below the burner 13. Since the gas is ejected to form the air curtain, the exhaust gas 31 does not flow into the root portion of the burner 13 and the oxygen partial pressure does not decrease, so that stable ignition and combustion are possible. In addition, the exhaust gas flow ejected from the bottom of the furnace
Since the jet from A is supported from the left and right, the jet from the bottom of the furnace does not fluctuate left and right, and the exhaust gas in the central part of the furnace can rise in a stable state.
本実施例では、排ガスダクト21Aの排ガス流量は固定
し、排ガス再循環量の制御は炉底側の弁23のみで行なっ
たが、所望により排ガスダクト21Aの流量も変化させて
よいことはもちろんである。In this embodiment, the exhaust gas flow rate of the exhaust gas duct 21A is fixed, and the control of the exhaust gas recirculation amount is performed only by the valve 23 on the furnace bottom side, but of course the flow rate of the exhaust gas duct 21A may be changed if desired. is there.
本発明の他の実施例を第４図、第５図および第６図に
示す。第４図は火炉の水平断面図を示したものである
が、前述の第１図の実施例は、対向する火炉側壁全面に
ダクト21Aを設けたものであるが、この実施例では下向
きの排ガスダクト21Aは火炉１の四隅にのみ設けられて
おり、この部分からのみ排ガスが噴出する。本実施例に
よれば、側壁中央部のバーナは多少排ガスの影響は受け
るものの、最も影響の大きい側壁部分のみに下向き排ガ
ス流を噴出させることによっても本発明の目的を達成す
ることができる。Another embodiment of the present invention is shown in FIGS. 4, 5 and 6. FIG. 4 shows a horizontal sectional view of the furnace. In the embodiment of FIG. 1 described above, the duct 21A is provided on the entire side wall of the facing furnace. The ducts 21A are provided only at the four corners of the furnace 1, and the exhaust gas is ejected only from these parts. According to the present embodiment, the burner at the center of the side wall is affected by the exhaust gas to some extent, but the object of the present invention can be achieved by ejecting the downward exhaust gas flow only to the side wall part having the greatest influence.
次に第５図は、排ガスダクト内を所定区画に仕切り、
それぞれダンパ32を設けて排ガス噴出量を調整するよう
にしたものである。本実施例によれば、各区画の排ガス
噴出量を排ガス条件に応じて適正な流量に調整し、最適
な燃焼状態に制御することができる。Next, in FIG. 5, the exhaust gas duct is divided into predetermined sections,
Each of them is provided with a damper 32 to adjust the exhaust gas ejection amount. According to the present embodiment, the amount of exhaust gas ejected from each section can be adjusted to an appropriate flow rate according to the exhaust gas conditions, and the combustion state can be controlled to an optimum state.
第６図は、スリーブ25にリンク機構36を設け、調整棒
35を可動することによって最適噴出角が得られるように
したものである。FIG. 6 shows the adjusting rod provided with the link mechanism 36 on the sleeve 25.
By moving 35, the optimum ejection angle can be obtained.
本発明によれば、バーナの燃焼性を損なうことなく排
ガスが火炉に注入できるので、排ガス再循環量の調整に
よって伝熱管群の受熱量を制御することができる。According to the present invention, since the exhaust gas can be injected into the furnace without impairing the burnability of the burner, the heat reception amount of the heat transfer tube group can be controlled by adjusting the exhaust gas recirculation amount.
第１図は、本発明の実施例を示す排ガス注入装置を設け
たボイラ装置の概念図、第２図は、第１図の排ガスダク
ト部の拡大図、第３図は、第２図の正面図、第４図は、
本発明の他の実施例を示すボイラ火炉の平面断面図、第
５図も同じく他の実施例を示すボイラ火炉の平面断面
図、第６図は、本発明の他の実施例における排ガスダク
ト付近の側面断面図、第７、８、９図は、従来例を示し
たボイラ装置の概念図、第10図は、排ガス再循環量と各
部の温度との関係を示す図、第11A図は、従来の火炉の
部分断面図、第11B図は本発明による火炉の部分断面図
である。 １……火炉、２……節炭器、３……火炉水壁管、４……
１次過熱器、５……２次過熱器、６……再熱器、７……
フィン、10……燃焼空気用ファン、11……弁、12……ウ
インドボックス、13……バーナ、20……排ガス再循環用
ファン、21、21A……排ガスダクト、22、23……調整用
弁、24……クリンカホッパ、25……スリーブ、26……排
ガス噴出孔。FIG. 1 is a conceptual view of a boiler device provided with an exhaust gas injection device showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an enlarged view of an exhaust gas duct portion of FIG. 1, and FIG. 3 is a front view of FIG. Figures and 4
FIG. 5 is a plan sectional view of a boiler furnace showing another embodiment of the present invention, FIG. 5 is a plan sectional view of a boiler furnace showing another embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a vicinity of an exhaust gas duct in another embodiment of the present invention. 7, 8 and 9 are conceptual cross-sectional views of a boiler apparatus showing a conventional example, FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the exhaust gas recirculation amount and the temperature of each part, and FIG. 11A is FIG. 11B is a partial sectional view of a conventional furnace, and FIG. 11B is a partial sectional view of the furnace according to the present invention. 1 ... Furnace, 2 ... Charcoal saver, 3 ... Furnace water wall tube, 4 ...
Primary superheater, 5 ... Secondary superheater, 6 ... Reheater, 7 ...
Fins, 10 ... combustion air fan, 11 ... valve, 12 ... wind box, 13 ... burner, 20 ... exhaust gas recirculation fan, 21, 21A ... exhaust gas duct, 22, 23 ... adjustment Valve, 24 ... Clinker hopper, 25 ... Sleeve, 26 ... Exhaust gas ejection hole.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三村 哲雄 広島県呉市宝町６番９号 バブコック日 立株式会社呉工場内 (56)参考文献 実開 昭59−8005（ＪＰ，Ｕ) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Tetsuo Mimura 6-9 Takara-cho, Kure-shi, Hiroshima Babcock Hiritsu Co., Ltd. Kure Factory (56) References: Showa 59-8005 (JP, U)
Claims (1)
と、該火炉に取付けられたバーナと、燃焼ガスが通る煙
道とからなり、蒸気発生に必要な伝熱を火炉を構成する
水壁管と煙道内に挿入した伝熱管群とで行い、さらに排
ガスを火炉内に再循環することによって伝熱管群の受熱
量を制御するボイラ装置において、前記再循環用の排ガ
スの一部を前記中央に向かって傾斜した火炉底部から火
炉内に下流方向に噴出させるダクトを設けると共に、前
記再循環用の排ガスの他の一部を前記火炉の最上流のバ
ーナよりさらに上流から火炉内に上流方向に噴出させる
ダクトを設けたことを特徴とするボイラ装置。1. A water wall which comprises a furnace having a bottom surface inclined toward the center, a burner attached to the furnace, and a flue through which combustion gas passes, and which forms the heat transfer necessary for steam generation in the furnace. In the boiler device that controls the heat receiving amount of the heat transfer tube group by recirculating the exhaust gas into the furnace, the heat transfer tube group inserted into the flue and the heat transfer tube group is a central part of the exhaust gas for recirculation. A duct for injecting in the downstream direction into the furnace from the bottom of the furnace inclined toward, and another part of the exhaust gas for recirculation from the upstream of the most upstream burner of the furnace to the upstream in the furnace. A boiler device having a duct for ejecting the gas.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62201480A JP2538606B2 (en) | 1987-08-12 | 1987-08-12 | Boiler equipment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62201480A JP2538606B2 (en) | 1987-08-12 | 1987-08-12 | Boiler equipment |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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| JPS6446506A JPS6446506A (en) | 1989-02-21 |
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ID=16441767
Family Applications (1)
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| JP62201480A Expired - Fee Related JP2538606B2 (en) | 1987-08-12 | 1987-08-12 | Boiler equipment |
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Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017094150A1 (en) * | 2015-12-02 | 2017-06-08 | 日立造船株式会社 | Steam flow rate control method for boiler, and incinerator system |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS598005U (en) * | 1982-07-01 | 1984-01-19 | バブコツク日立株式会社 | boiler equipment |
-
1987
- 1987-08-12 JP JP62201480A patent/JP2538606B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
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|---|---|
| JPS6446506A (en) | 1989-02-21 |
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