JPH08178261A

JPH08178261A - ボイラ燃焼システム

Info

Publication number: JPH08178261A
Application number: JP31680794A
Authority: JP
Inventors: Kenji Kobayashi; 研志小林; Kokichi Kameda; 耕吉亀田; 善克 ▲高▼倉; Yoshikatsu Takakura; Satoshi Hotta; 聡堀田
Original assignee: Babcock Hitachi KK; Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp; Mitsubishi Power Ltd
Priority date: 1994-12-20
Filing date: 1994-12-20
Publication date: 1996-07-12

Abstract

(57)【要約】【目的】軽油等の高価な燃料を使用したり大容量の設
備を設けたりすることなく、安定した補助火炎の形成を
図る。【構成】微粉炭ノズル１、油バーナ２及び点火トーチ
３を有する燃焼バーナ１０には、油バーナ入口弁１１を
介して負荷用燃料供給系統１２と、油バーナ入口弁１３
を介して補助火炎形成用燃料供給系統１４とが接続され
ている。そして、微粉炭機２０から微粉炭が供給されな
い時は、流量調整弁１７で流量制御された重油が負荷用
燃料供給系統１２を介して燃焼バーナ１０へ供給されボ
イラの負荷運転が実行される。微粉炭機２０の起動、停
止、低負荷運転時は、補助火炎形成用燃料供給系統１４
を介して重油が燃焼バーナ１０へ供給される。このと
き、補助火炎形成用燃料供給系統１４の油圧は圧力調整
弁１５で一定に制御されており、適量の重油が供給され
るので、安定した補助火炎形成が可能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は微粉炭と油とを燃料とす
るボイラ燃焼システムに係り、特にボイラ低負荷運転時
にも安定した火炎を保持できるボイラ燃焼システムに関
する。

【０００２】

【従来の技術】石炭と、重油等の液体燃料とを燃料とす
るボイラ燃焼システムにおいては、同軸燃焼構造が多く
採用されている。この同軸燃焼構造では石炭バーナと油
バーナとが同軸に配置され、これによって、バーナを設
置するためにボイラ火炉壁に設けられた開口部（以下、
バーナスロートという）の数を減少させることができ、
燃焼用空気供給系統を簡略化できる利点がある。このよ
うな石炭・油同軸燃焼構造バーナの一例を図４に示す。

【０００３】図４において、石炭・油同軸燃焼バーナは
バーナスロート部に配置され、バーナ中心には微粉炭ノ
ズル１及び油バーナ２が設置されている。ここで、石炭
・油同軸燃焼バーナにおける燃料の供給について説明す
る。まず、微粉炭が供給されないボイラ冷缶起動時にお
いては、油を油バーナ２に供給し燃焼させ、ボイラ火炉
での石炭燃焼が可能な温度条件となるまでの負荷運転を
行わせる。次にボイラ火炉での石炭燃焼が可能な状態に
なった時点で、微粉炭機を起動させて、石炭を粉砕した
微粉炭を微粉炭ノズル１に供給し燃焼させる。なお、微
粉炭あるいは油に着火するために点火トーチ３が設けら
れており、点火トーチ３には燃料としては燃焼性の良い
軽油やＬＰＧ等が供給される。

【０００４】ボイラの通常の負荷運転時には、微粉炭機
により石炭を粉砕した微粉炭が微粉炭ノズル１より輸送
用の空気と共に噴出し、安定した火炎が保持されてい
る。しかし、ボイラの低負荷運転時で微粉炭機の負荷が
低くなった時や微粉炭機の起動・停止時は、微粉炭ノズ
ル１から噴出される微粉炭の濃度が低くなり、安定した
火炎を保持することが困難になる。このような場合にお
いては、火炎の安定化を図るために補助火炎を形成させ
る必要がある。従来は、点火トーチ３を補助火炎形成用
バーナとして使用することで火炎を安定化させていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術ように、
火炎の安定化のために補助火炎形成用バーナを使用する
には、最悪の場合には、火炉爆発に至る急激な燃焼状態
の変化に対応するため、補助火炎形成用バーナには主バ
ーナの入熱の１０％以上の熱容量を持たせることが、米
国ＮＦＰＡ等の規格により要求されている。このため、
近年における石炭・油同軸燃焼バーナの大容量化に伴
い、補助火炎形成用バーナにおいても容量の増加が必要
とされている。ところが、従来のように補助火炎形成用
バーナとして点火トーチを使用する場合には、次の問題
点がある。

【０００６】すなわち、点火トーチはボイラの冷缶起動
時より使用するため、燃焼性の良い軽油燃料を使用して
おり、補助火炎形成用バーナとして使用した場合には、
多量の燃料消費量を必要とし、燃料費が高騰してしまう
欠点がある。また、軽油よりも安価な燃料であるＬＰＧ
等を使用した場合においても、燃料消費量が多いことに
加えて、大容量の貯蔵設備、気化設備を設ける必要があ
り、設備費が高騰する欠点もある。

【０００７】なお、補助火炎形成用バーナとして油バー
ナを点火トーチに代わって使用する方法もあるが、この
場合には、微粉炭を微粉炭ノズルで燃焼させるととも
に、補助火炎を形成させるために油を油バーナで燃焼さ
せることになる。しかし、油バーナへの供給油圧はボイ
ラの冷缶起動時から所定の負荷運転までの運転条件に伴
って変化しており、補助火炎を形成するために必要な供
給油圧を越えた条件になっていることが考えられる。こ
のために、微粉炭と油の同時燃焼においては、一つのバ
ーナースロートから火炉へ供給される熱量が許容値を越
えてバーナースロートの過熱に至ることが予想される。

【０００８】本発明の目的は、補助火炎を形成する際
に、点火トーチのように軽油等の高価な燃料を使用した
り大容量の設備を設けたりする必要のなく、極めて経済
的なボイラ燃焼システムを提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、微粉炭をボイラ火炉内に噴出する微粉炭
ノズルと、重油等の液体燃料をボイラ火炉内に噴出する
油バーナと、前記微粉炭または油に点火する点火トーチ
とが同一のバーナスロート内に設けられた燃焼バーナを
有するボイラ燃焼システムにおいて、前記油バーナに前
記液体燃料を供給するための液体燃料供給系統を負荷用
燃料供給系統と補助火炎形成用燃料供給系統の２系統に
分けるとともに、前記補助火炎形成用燃料供給系統の液
圧一定とする手段を設けたことを特徴としている。

【００１０】

【作用】上記構成によれば、微粉炭が供給されない時
は、負荷用燃料供給系統により油バーナへの液体燃料の
供給が行われ、ボイラ火炉内で液体燃料を燃焼させてボ
イラの負荷運転を行うことができる。また、微粉炭の濃
度が低いために補助火炎を形成させて安定した火炎を保
持することが必要とされる微粉炭機の起動、停止、低負
荷運転時は、前記手段により補助火炎形成用燃料供給系
統の液圧が一定となるように制御され、補助火炎形成用
燃料供給系統により油バーナへは適量の液体燃料が供給
されて、安定した補助火炎を形成させることができる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に従って説明
する。図１は本発明に係るボイラ燃焼システムの全体構
成を示している。図において、燃焼バーナ１０は複数設
けられ、その各々に図４に示した微粉炭ノズル１、油バ
ーナ２及び点火トーチ３が取り付けられている。燃焼バ
ーナ１０には、油バーナ入口弁１１を介して負荷用燃料
供給系統１２の配管と、油バーナ入口弁１３を介して補
助火炎形成用燃料供給系統１４の配管とが接続されてい
る。図１では図示してないが油バーナ入口弁１１，１３
は図４の油バーナ１２に接続されている。そして、補助
火炎形成用燃料供給系統１４は圧力調整弁１５を介して
負荷用燃料供給系統１２と合流し、さらに燃料遮断弁１
６を介して流量調整弁１７に接続されている。また燃料
遮断弁１６に並列に最低圧力調整弁１８が設けられてい
る。また、燃焼バーナ１０は微粉炭管１９を介して微粉
炭機２０に接続されている。図１では図示してないが、
微粉炭管１９は図４の微粉炭ノズル１に接続されてい
る。

【００１２】上記構成のボイラ燃焼システムにおいて、
燃焼システム全体で使用する重油は流量調整弁１７によ
り制御され、緊急時の燃料遮断は燃料遮断弁１６により
実施される。流量調整弁１７を通過した燃料は二つの系
列すなわち、負荷用燃料供給系統１２及び補助火炎形成
用燃料供給系統１２を介して各燃焼バーナ１０へ供給さ
れる。

【００１３】このうち一方の系列すなわち、負荷用燃料
供給系統１２では重油がそのまま各燃焼バーナ１０へ供
給され、燃焼バーナ１０入口に設けられた油バーナ入口
弁１１の開閉により油バーナへの送給・停止が制御され
る。流量調整弁１６に並列に設けられた最低圧力調整弁
１８は、重油を油バーナより噴出させて燃焼させること
ができる最低圧力を確保しており、これによって油バー
ナ入口での最低圧力が保たれている。通常の負荷運転時
には流量調整弁１７により、ボイラの負荷に準じた油バ
ーナへの重油の供給量が制御され、その制御された重油
は負荷用燃料供給系統１２及び油バーナ入口弁１１を介
して燃焼バーナ１０に供給される。このとき、油バーナ
入口弁１３は閉となっている。

【００１４】また、他方の系列すなわち、補助火炎形成
用燃料供給系統１４には圧力調整弁１５が設けられてお
り、この調整弁１５出口において油圧が一定になるよう
に制御される。そして、油圧が一定に制御された重油は
各油バーナに供給される。ここで、燃焼バーナ１０入口
には油バーナ入口弁１３が設けられており、微粉炭機の
起動、停止、低負荷運転時や補助火炎の必要な時におい
ては、負荷用燃料供給系統１２の油バーナ入口弁１１を
閉にし、補助火炎形成用燃料供給系統１４の油バーナ入
口弁１３を開にすることにより、油バーナは補助火炎形
成用バーナとして運用される。

【００１５】本実施例においては、微粉炭は一台以上の
微粉炭機２０の各々が有する複数系列の微粉炭管１９を
介して燃焼バーナ１０の微粉炭ノズルに供給されるた
め、微粉炭機２０毎に運転状態による燃料供給制御が実
施される。すなわち、特定の微粉炭機に係る燃焼バーナ
１０において、補助火炎が必要とされる場合には、当該
燃焼バーナ１０の油バーナ入口弁１３が同時に開にな
り、補助火炎形成用の油圧に調整された重油が供給され
る。

【００１６】図２は本発明の他の実施例を示している。
補助火炎の形成に係る油バーナを有する各燃焼バーナ１
０の制御は、微粉炭機２０毎に実施されることから、微
粉炭機２０毎に圧力制御弁１５を有する補助火炎形成用
油圧系統１４Ａを設けることで、油バーナを補助火炎形
成用バーナとして運用している。

【００１７】また図３は本発明の更に他の実施例を示し
ている。本実施例では負荷用燃料供給系統とは別に補助
火炎形成用燃料供給系統を設けない代わりに、圧力調整
弁１５を有する油バーナ入口弁１３と圧力調整弁を有し
ない油バーナ入口弁１１とを燃焼バーナ１０毎に設け、
２つの油バーナ入口弁１１，１３を切り替えることによ
って、油バーナを補助火炎形成用バーナとして運用して
いる。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
液体燃料供給系統を負荷用燃料供給系統と補助火炎形成
用燃料供給系統との２系統に分け、このうち補助火炎形
成用燃料供給系統の油圧が一定となるように制御するこ
とによって、バーナを補助火炎形成用バーナとして使用
することができるため、点火トーチを使用した場合のよ
うに軽油等の高い燃料を使用したり大容量の設備を設け
たりする必要がなく、非常に経済的であるとともに、点
火トーチを本来の使用目的である着火のみに使用でき点
火トーチの容量を小さくすることも可能である。また、
微粉炭機の起動、停止、低負荷運転時においても安定し
た火炎が保持でき、バーナ焼損の危険性のないボイラの
負荷運転を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のボイラ燃焼システムの全体構成図であ
る。

【図２】本発明の他の実施例によるボイラ燃焼システム
の全体構成図である。

【図３】本発明の更に他の実施例によるボイラ燃焼シス
テムの全体構成図である。

【図４】一般的な同軸燃焼バーナの断面図である。

【符号の説明】

１微粉炭のズル２油バーナ３点火トーチ１０燃焼バーナ１１，１３油バーナ入口弁１２負荷用燃料供給系統１４，１４Ａ補助火炎形成用燃料供給系統１５圧力調整弁１６燃料遮断弁１７流量調整弁１８最低圧力調整弁１９微粉炭管２０微粉炭機

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ▲高▼倉善克千葉県富津市新富20−１新日本製鐵株式会社技術開発本部設備技術センター内 (72)発明者堀田聡千葉県富津市新富20−１新日本製鐵株式会社技術開発本部設備技術センター内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】微粉炭をボイラ火炉内に噴出する微粉炭
ノズルと、重油等の液体燃料をボイラ火炉内に噴出する
油バーナと、前記微粉炭または油に点火する点火トーチ
とが同一のバーナスロート内に設けられた燃焼バーナを
有するボイラ燃焼システムにおいて、前記油バーナに前記液体燃料を供給するための液体燃料
供給系統を負荷用燃料供給系統と補助火炎形成用燃料供
給系統の２系統に分けるとともに、前記補助火炎形成用
燃料供給系統の液圧一定とする手段を設けたことを特徴
とするボイラ燃焼ステシム。