JPS63143408A

JPS63143408A - 高燃料比炭バ−ナ

Info

Publication number: JPS63143408A
Application number: JP28806786A
Authority: JP
Inventors: Manabu Orimoto; 折本　学; Yuusuke Tadakuma; 只隈　祐輔; Hitoshi Migaki; 三垣　仁志
Original assignee: Babcock Hitachi KK
Current assignee: Mitsubishi Power Ltd
Priority date: 1986-12-03
Filing date: 1986-12-03
Publication date: 1988-06-15

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、Ｉａ燃製の半無煙炭、無煙炭、低揮発分瀝青
炭を、重油などの助燃なしに安定燃焼させる高燃料比炭
バーナに関する。

〔従来の技術〕

燃料として半無煙炭、無煙炭等を微粉状で浮遊燃焼させ
るボイラ等にあっては、燃料中の固定炭素が多く且つ揮
発分が少ない石炭性状を有するため、着火、保炎性に対
する配慮のほか、燃焼完遂の為に必要な炉内滞留時間を
長く取れる次の考慮が払われて来た。

（１）垂直燃焼方式の採用燃焼に必要な炉内滞留時間を確保するため火炉形状を１
−ツクリ型とし、火炉の肩から燃料を垂直に下向きに噴
出させて、炉内の火炎をＷ型フレームとして滞留時間の
確保をする。

（２）微粉炭粒度を上げる。

（３）火炉内、バーナゾーン水冷壁部表面に断熱材を施
工することによって、バーナゾーンにおける雰囲気温度
を高め、もって、燃焼率を高めるだけでなく、着火性を
促進する。

（４）重油等の着火性の優れた助燃用燃料を常時若干量
投入することによって保炎を行う。

ことを概略骨子とした方法が採用されてきた。

第６図は、従来技術になる半無煙炭、無煙炭焚きボイラ
構造例を、第７図〜第９〕図は、同じくバーナ構造例を
示す。第６図において微粉炭１は、１次空気によって空
気搬送され、微粉炭管２を経て、キャスタ（断熱材）８
に設けられた微粉炭ノズル３から、火炉４へ供給される
。微粉炭ノズル３の極く近くには、火炉４の緯入熱量の
１０〜３０％から成る重油（またはガス）が供給される
安定バーナ５が配置されており、安定バーナ火炎６の輻
射熱、および炉内雰囲気温度によって、前記微粉炭１の
粒子を加熱し着火して石炭火炎７を形成する。これらの
火炎は下方噴出としているためＵターンして炉内の上方
への流れへと変化して、Ｗ形の火炎を形成すると共に高
温での炉内滞留時間がＵターン分だけ長い結果、難燃性
燃焼にはふされしいものであった。

尚、図中９は過熱器、１０は灰処理ホッパ。

１１は起動用バーナ、１２は風箱であり、１３は風箱１
２から送り込まれる二次空気の空気ポートである。

第７図は第６図中のバーナの側面図、第８図は第７図の
縦断面図、第９図は第７図のバーナを下からみた図であ
る。尚、図中１４は水冷壁、２０は炉内再循環ガスであ
る。

一方、近年の燃料コストの高騰化に伴なって。

これらの難燃性燃焼に対しても助燃用重油（またはガス
）なしに自燃させ、しかも出来るだけ、低負荷域まで助
燃なし運転が出来るバーナ設備が強く求められるように
なって来た。

しかし、従来技術から成る前記したバーナ設備では、微
粉炭の自燃化についての配慮はされていなかった。従っ
て、もし雰囲気温度（ボイラ負荷に比例する）が低下し
たり微粉濃度がうすくなると、吹き飛び燃焼したり失火
したりする危険性があり、火炉保護」二、着火保炎性の
良い重油、ガスの助燃を必要とするものであった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従って上記従来技術は、難燃性微粉炭を助燃なしで自燃
させることについての配慮が不足し、よって高価な助燃
用燃料を使用する為燃料コス１−が高くなるという問題
があった。

すなわち本発明の目的は、バーナ構造および、バーナグ
ループの構造に工夫を加えることによって助燃なしの専
燃型微粉炭バーナ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〕

上記の目的を達成する為に、本発明の高燃料比炭バーナ
はｆ記の特徴を有する。

（１）　　微粉炭バーナ入口に配置された微粉炭管内の
微粉炭の通過容斌を１０〜３０％と、９０〜７０％に二
分割する構造を有する。

（２）　　前記１０〜３０％の微粉炭は高濃度微粉で構
成され１強旋回型レジスタの安定用石炭バーナへ供給す
る。

（３）９０〜７０％の微粉炭は比較的低濃度微粉で構成
され、並行流且つ薄板状噴出バーナ構造から成る従来型
負荷用石炭バーナへ供給する。

（４）　　前記安定用石炭バーナと、従来型負荷用石炭
バーナとの、構造の異る２種類のバーナを一対として、
点火及び消火することによって負荷の増減を行うことに
よって、安定用石炭バーナにより保炎を確保し、助燃用
燃料を廃止しコストを下げることを達成し、炉内滞留時
間を確保し火炉の有効利用率を高める。

〔作用〕

前記２種類のバーナのうち安定用石炭バーナは。

単独バーナ構造としては水平燃焼（瀝青炭燃焼）の技術
としてこれ迄かなり発達して来た。保炎のみに着眼すれ
ば。

（イ）微粉炭濃度を高濃度にする。（ロ）微粉炭流速を
低くし最適化する。（低流速思考）（ハ）保炎リングを
取り付ける。（小さな渦の活用）（ニ）広角インペラを
採用する（バーナ下流に生ずる大きな熱ガス再循環流の
活用）、（ホ）燃焼用空気を強旋回する。などの技術に
よって、燃焼比７゜５程度迄の微粉炭を専燃し保炎でき
ることは工場内テストで確認されている。

しかし、この安定用石炭バーナは、広角火炎で貫通力（
炉内へ吹き込み力）がなく、短災である。

一方、薄板状の並行流から成る前記従来型負荷用石炭バ
ーナは１貫通力があり、火炎の炉内滞留時間は確保でき
るものの、保炎性には欠点がある。

従って自燃性に欠け、助燃燃料を必要とした。

本発明では、両者のバーナを組み合わせて１対で運転す
るので、安定用石炭バーナは保炎用にのみ動作させ、そ
れによって従来型負荷用石炭バーナを着火させるので、
保炎が確保され、且つ炉内滞留時間も従来型負荷用石炭
バーナ側で維持されるので、助燃なし、高燃料比炭燃焼
を達成し、助燃料が必要とすることはない。

〔実施例〕

本発明の一実施例になる高燃料比炭バーナの構造を第１
図および第２図により説明する。第１図において第６図
〜第９図と同一符号（′をつけて区別する）を付した部
分は同一機能で同一名称の部分を示す。

要するに本実施例のポイントとなる第１の点は、バーナ
入口微粉炭管を１例えば管内に生ずる微粉炭の偏流（慣
性力）を活用して高濃度側と低濃度側とに分岐し、高濃
度側を安定バーナへ、低濃度側を主バーナへ別けたこと
である。第２の点は、従来技術において助燃バーナとし
て配置されていたバーナを、起動用油バーナと安定用石
炭バーナから成る強旋回型エアレジスタ構造とし、微粉
炭の保炎の為に必要な全ゆる方策（広角インペラ。

保炎リング等）を採り入れたことであ゛る。第３の点は
、燃焼の為に必要な炉内高温域での滞留時間を確保する
為、従来型負荷用バーナのである並行流薄板状バーナを
主バーナとして有せしめたこと。

第４の点は、これらの安定用石炭バーナと従来型負荷用
バーナを、一対として点、消火できるようにしたことで
ある。

具体的な実施例を第１図〜第５図により説明する。第１
図において微粉炭機出口からの微粉炭１′は、バーナ入
口の微粉炭管に沿って高濃度側微粉炭管２″と、低濃度
側の微粉炭管２′に分流して安定用石炭バーナの微粉炭
ノズル５′および従来型負荷用石炭バーナの微粉炭ノズ
ル３′へ供給される。容量配分は、取扱う石炭の種類に
よって請求範囲に示す範囲で定める。微粉濃度を濃淡化
する方法には、例えば第３図〜第５図に示されるように
、微粉炭の慣性力を応用した方法が在り、微粉炭を濃淡
化して分離できる。バーナは１強旋回により燃焼用空気
を供給され、て且つ後記する広角インペラ等を有する安
定用石炭バーナ５′と。

並行流の燃焼用空気流れをもつ薄板状石炭噴出ノズルを
有する従来型負荷用石炭バーナ３′が一対で構成されて
いる。燃焼用空気は、燃焼空気開閉ダンパー１４′を開
閉することによって点火時は開、消火時は開でコン１−
ロールされるよう予め制御装置が設定されている。

まず、高濃度側の安定用石炭バーナについて説明すると
下記の様な作用により安定火炎を形成する。

すなわち第２図において、微粉炭１′は、高濃度側の微
粉炭管２″から微粉炭ノズル３″を通って、先端に取付
けた保炎用広角インペラ１０’　を経て図中の矢印で示
すように、広角で火炉４″へ噴出される。この時、噴流
の発達に伴ない微粉炭をまき込んで、炉内熱ガスがエン
トレインメント（ｅｕｔｒａ、ｉｎｍｅｎｔ）によって
大きな再循環流（図中黒矢印で示す）　ｌ　３　”を生
ずる。

また、再循環流は風箱１２′から強旋回型エアレジスタ
を通過して旋回流（図中白矢印で示す）を形成し、バー
ナノズル下流の熱ガス＋＋ｊ循環ｄεをより強固なもの
にする。尚、第２図中１５′は旋回力調整リンク、１６
′は風域配分調整リンク。

１７″は燃焼用空気、１８′は強旋回用エアレジスタで
ある。

この様に、火炉内の炉内熱ガスの再循環流によって微粉
炭は加熱され、微粉炭の粒子が着火温度以上になって火
炎を形成するものである。

この時、微粉炭粒子が着火温度にまで、加熱されるには
、微粉炭濃度が濃く粒径が細かいほど効率がよく、これ
により低負荷域（炉内熱ガス温度が低い）の安定火炎が
得られる。しかし、この安定用石炭バーナは安定性はよ
いが火←炎が旋回流火炎を形成し広角で且つ短炎化とな
る特徴をもつので、燃焼率を高める為に必要な、高温域
での炉内滞留時間が十分とれないので、火炉の右動利用
率は低下する。そこで安定用石炭バーナの容量は、保炎
のみに必要な量、すなわち石炭バーナ全入熱斌の１０〜
３０％とし、他方隣接して設ける従来型負荷用石炭バー
ナの容量を９０〜７０％とし、該従来型負荷用石炭バー
ナは、燃焼用空気および燃料とも並行流で噴出させるも
のである。

従来型負荷用石炭バーナからの火炎は、安定用石炭バー
ナの火炎の燃焼熱および炉内熱ガスによって下方向へ発
達しながら噴き込まれる。従来型負荷用石炭バーナの噴
出口は、薄板状となっており１表面積を広く取る等の工
夫が加えられているので、比較的低濃度の微粉炭でも火
炉の広い空間を利用して、燃焼が完遂されるものとなる
。つまり本発明は、一対のバーナの各々の特徴を生かし
、週燃性の高燃料比炭を、安定にして高効率で燃焼させ
るにふされしいものである。

最近、石油コークス（燃料比的６．５〜８．５）を微粉
炭燃焼させるテス１−を行ない、強旋回レジスタ、広角
インペラ、保炎リングの採用組合せにより、この程度の
高燃料比炭でも自燃は可能であるとの確認が得られた。

〔発明の効果〕本発明によれば（１）低揮発分瀝青炭、半無煙炭、無煙炭といった難燃
性石炭に対し、安定用の重油、ガスと云った助燃料が不
要となり、低コスト運転が可能である。

（２）保炎が安定用石炭バーナによって確保できるので
火炉保護上、有効である。

（３）　　負荷による火炎安定範囲が広く、負荷運用性
がよい（油切替え操作が不要）。

等の効果をもつものである。

【図面の簡単な説明】

第１図：本発明のボイラ及びバーナ構造実施例を示す図
、第２図：本発明に適用できる安定バーナ構造実施例を示
す図、第３図〜第５図：１１ｆ粉炭を高濃度と低濃度に分ける
ための装置の例を示す図。第６図；従来技術によるボイラ及びバーナ構造を示す図
、第７図：第６図の側面図。第８図：第７図の縦断面図、第９図：第７図のバーナを下から見た図である。１．１′・・・・・・微粉炭２．２’２”・・・・・・微粉炭管３．３′・・・・・・微粉炭ノズル４．４′・・・・・・火炉５．５′・・・・・・安定用石炭バーナ６．６′・・・
・・・安定用石炭バーナ火災７．７′・・・・・・石炭
火災８．８′・・・・・・キャスタＥＬ９’・・・・・・過熱器１０、ｔｏ’・・・・・・灰処理ホッパ１１．１１’　
・・・・・・起動用バーナ１２．１２’・・・・・・風
箱１３．１３’・・・・・・二次空気ポート１４′・・・
・・・水冷壁１４′・・・・・・燃焼空気開閉ダンパ１５′・・・・
・・旋回力調整リング１６′・・・・・・風量配分調整リング１７′・・・・
・・燃焼用空気１８′・・・・・・強旋回用エアレジスタ。

Claims

【特許請求の範囲】

燃料比（固定炭素／揮発分）が４．０〜７．０の性状か
ら成る低揮発分瀝青炭、半無煙炭および無煙炭を燃焼さ
せる垂直燃焼型バーナ装置において、バーナ入口微粉炭
管曲管部の慣性力によって当該微粉炭管の１０〜３０％
容量をもつ高濃度微粉を選択的に旋回型の安定用石炭バ
ーナへ供給し、残る９０〜７０％の低濃度微粉を薄板状
並行流型の従来型負荷用石炭バーナへ供給し、安定用石
炭バーナと従来型負荷用石炭バーナを一対として運転す
ることを特徴とした微粉炭バーナ。