CN107110494B - 燃烧*** - Google Patents

Abstract

一种能使用石油沥青燃料的燃烧***，具备燃烧器(100)和高温维持单元(2)，所述燃烧器(100)具有在前端形成有保焰板的燃料供给管，所述高温维持单元(2)用于将运转过程中的保焰板附近的气氛温度，维持在高于石油沥青燃料的软化点的温度。即便当时有石油沥青作为燃料时，燃烧器内部也不会有石油沥青附着、固化导致燃烧器不能使用，能长时间地连续进行燃烧运转。

Description

燃烧***

技术领域

本发明涉及一种能使用石油沥青(石油残渣)燃料的燃烧***。

背景技术

现有燃烧炉的代表例列举火力发电厂的锅炉。发电厂使用的锅炉大部分是以粉煤为燃料的燃煤锅炉、或以石油为燃料的燃石油锅炉。

燃煤锅炉是将煤粉碎成微粉状的粉煤，使用搬运用气体，将粉煤经由粉煤燃烧器的粉煤供给管投入到燃烧炉内。另一方面，将燃烧用空气通过粉煤供给管周围的通道，同样投入到燃烧炉内。另外，作为用于搬运粉煤用的搬运用气体，通常使用的是压缩空气，因此该压缩空气也有助于燃烧炉内的燃烧。

粉煤燃烧器为了提升其点火、保焰性，通常会在粉煤供给管的前端侧部分的内部，设置用来影响气流流动的气流影响部(后述旋流器或肋)。像这样通过在粉煤供给管的前端内部设置气流影响部，能将粉煤分散地供给至燃烧炉内、或者让燃烧炉内产生相对较大的逆流区域。

作为粉煤燃烧器的气流影响部的现有例子，例如在专利文献1中，如图13所示，在粉煤燃烧器40的粉煤供给管41的前端内部，设置了回旋度调整叶片(肋)42。本例中，还在粉煤供给管41内的流路的中途设置了回旋叶片43。

图13所示的现有例子中，对于流入粉煤供给管41内的粉煤搬运空气44，首先由回旋叶片43赋予回旋成分。被赋予了回旋成分的粉煤搬运空气44，会经过设于粉煤供给管41的前端内部的回旋度调整叶片(肋)42，减少其回旋度，并在调整了回旋度之后被投入到燃烧炉45内。

从粉煤供给管41供给到燃烧炉45内的粉煤搬运空气44若流速过快，粉煤就难以在燃烧炉45内燃烧。从该点出发，图13所示的现有例子中，利用回旋度调整叶片42调整投入到燃烧炉45内的粉煤搬运空气44的回旋度，因此粉煤搬运空气44的速度减小，能提升粉煤的点火、保焰性。

此外，作为其他现有例子，在专利文献2中也揭示了如下构成：在用于利用搬运空气搬运粉煤的1次喉部的前端内部，设置有粉煤回旋用旋流器(回旋叶片)。

作为锅炉等燃烧炉的燃料如上所述代表性的有粉煤和石油，但除了这些，有时也会使用石油沥青(石油残渣)作为燃料。石油沥青中重质成分和粉煤一样是固体燃料，使用固体状的石油沥青作为燃料时，锅炉的基本结构也不会和燃煤锅炉有太大差别。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开平9-26112号公报

专利文献2：日本专利特开平5-272711号公报

发明内容

[发明所要解决的问题]

但，石油沥青燃料中存在软化点的温度相对较低的成分(150℃～350℃)，若将这种低软化点的石油沥青燃料用于现有燃煤锅炉，因其特殊的性状而会产生如下问题。

即，当使用石油沥青燃料作为锅炉的燃料时，也是和燃煤锅炉的情况同样地，利用压缩空气将石油沥青燃料经由燃料供给管投入到燃烧炉内。然后，在燃料供给管内朝其前端出口流动的石油沥青燃料，随着接近前端出口、即随着接近燃烧炉，受到来自燃烧炉的辐射热，其温度上升。

于此，低软化点的石油沥青燃料随着温度上升会软化成膏状，容易附着在周围的结构物上。尤其是，若燃料供给管的内部，存在调节石油沥青和搬运空气的流动的结构物、例如现有技术中的旋流器(回旋叶片)或肋(回旋度调整叶片)等，当碰到该结构物时，膏状的石油沥青燃料易附着其表面。

随着锅炉不断运转，石油沥青不断在燃料供给管的内部等附着、固化，其堆积物不断变厚，则燃烧器的内部无法形成适当的气流，不能再使用。

若石油沥青堆积而燃烧器无法使用，则锅炉无法运转，因此当因为石油沥青燃料的堆积使得燃烧器不可使用时，就需要暂时停止锅炉然后更换燃烧器。

本发明是鉴于所述现有技术问题研究而成的，其目的在于提供一种燃烧***，即便使用石油沥青作为燃料时，石油沥青也不会在燃烧器的内部附着、固化导致燃烧器不可使用，能长时间连续进行燃烧运转。

[解决问题的技术手段]

为了解决所述问题，本发明的第1形态是一种能使用石油沥青燃料的燃烧***，其特征在于具备燃烧器和高温维持单元，所述燃烧器具有在前端形成有保焰板的燃料供给管，所述高温维持单元用于将运转过程中的所述保焰板附近的气氛温度，维持在高于所述石油沥青燃料的软化点的温度。

根据第1形态，本发明的第2形态的特征在于：所述高温维持单元将运转过程中的所述保焰板附近的气氛温度维持在400℃以上。

根据第1或第2形态，本发明的第3形态的特征在于：所述高温维持单元具有将设置有所述燃烧器的燃烧区域围住的耐火材料。

根据第1至第3中的任一形态，本发明的第4形态的特征在于：所述高温维持单元是通过以利用一所述燃烧器的火焰，加热另一所述燃烧器的所述保焰板附近的方式，配置所述一燃烧器和所述另一燃烧器而构成。

根据第1至第4中的任一形态，本发明的第5形态的特征在于：所述燃料供给管具有在前端形成有所述保焰板的筒状主体部，所述燃烧器具有冷却单元，所述冷却单元用于将所述筒状主体部的内周面的温度，维持在低于所述石油沥青燃料的所述软化点的温度。

根据第5形态，本发明的第6形态的特征在于：所述冷却单元将所述燃料供给管的所述筒状主体部的内周面的温度维持在100℃以下。

根据第5或第6形态，本发明的第7形态的特征在于：所述冷却单元具有环状形成于所述燃料供给管的外壁面周围的冷却材料流路。

本发明的第8形态的特征在于：所述冷却材料流路超出所述燃料供给管的所述筒状主体部的前端而一直延伸到所述保焰板的中途。

根据第1至第8中的任一形态，本发明的第9形态的特征在于：所述保焰板形成为越朝向所述燃烧器的前端侧则越向径向外侧扩展。

根据第9形态，本发明的第10形态的特征在于：在所述保焰板的内周面形成有环状阶部，所述环状阶部用于影响搬运燃料的气体的流动，以提升燃烧效率。

根据第1至第10中的任一形态，本发明的第11形态的特征在于：所述燃烧器配置在倒立式低NOx锅炉的高温还原燃烧区。

根据第1至第11中的任一形态，本发明的第12形态的特征在于：所述燃烧器具有燃料浓度调整单元，所述燃料浓度调整单元设置在所述燃料供给管的上游侧，使燃料集中浓缩在所述燃料供给管的内周壁侧，且使所述燃料供给管的周向的所述燃料的浓度分布均匀化。

根据第1至第12中的任一形态，本发明的第13形态的特征在于：在除了所述保焰板以外的所述燃料供给管的前端侧部分的内侧，形成有开放空间，此开放空间内不存在妨碍搬运燃料的气体的流动的障碍物。

根据第1至第13中的任一形态，本发明的第14形态的特征在于：所述燃料供给管的内壁面的至少一部分经电解研磨处理。

[发明的效果]

根据本发明，可提供一种燃烧***，即便使用石油沥青作为燃料时，石油沥青也不会在燃烧器的内部附着、固化导致燃烧器不可使用，能长时间地连续进行锅炉的运转。

附图说明

图1是表示本发明的一实施方式的燃烧***的概略构成的纵剖视图。

图2是表示图1所示的燃烧***的概略构成的立体透视图。

图3是图1及图2所示的燃烧***中的石油沥青燃料用燃烧器的纵剖视图。

图4是将图3所述的石油沥青燃料用燃烧器的燃料供给管的前端侧部分放大后表示的纵剖视图。

图5是图4的2-2线箭视图。

图6是表示图3所示的石油沥青燃料用燃烧器的一变化例的局部纵剖视图。

图7是表示图3所示的石油沥青燃料用燃烧器的另一变化例的局部纵剖视图。

图8是表示图3所示的石油沥青燃料用燃烧器的另一变化例的局部纵剖视图。

图9是表示图3所示的石油沥青燃料用燃烧器的另一变化例的局部纵剖视图。

图10是表示尤里卡沥青的性质相关的冷态试验的结果的图表。

图11是表示尤里卡沥青的性质相关的热态试验的第1结果的图表。

图12是表示尤里卡沥青的性质相关的热态试验的第2结果的图表。

图13是表示现有燃煤锅炉用燃烧器的纵剖视图。

具体实施方式

以下，参照图式对本发明的一实施方式的燃烧***进行说明。

本实施方式的燃烧***中使用的燃烧器使用的是以石油沥青(石油残渣)为燃料的燃烧炉，尤其是以具有低软化点的石油沥青为燃料的燃烧炉。

作为低软化点石油沥青之一，列举尤里卡沥青(“尤里卡”是注册商标)。尤里卡沥青的软化点在例如180℃～200℃的范围，若处于该温度范围或其以上的温度，其固体状态就会软化。

如上所述，尤里卡沥青具有和粉煤不同的特有性质，因此本案发明者进行了试验研究以阐明尤里卡沥青的软化和附着的机制。

首先，作为尤里卡沥青软化并附着的机制，考虑下述任一个或者它们的组合(重叠)。

(1)尤里卡沥青在燃烧器内朝炉内搬运、喷出过程中，受到炉内的燃烧气体的辐射热而被加热(温度上升)并软化。

(2)尤里卡沥青接触被炉内的燃烧气体加热后的喷射部(口)的结构物(喷嘴前端部、旋流器等)，而被加热(温度上升)并软化。

(3)因所述(1)和(2)的协同效应，尤里卡沥青软化，软化后的尤里卡沥青附着在接触的结构物上。

接着，探讨所述机制(1)～(3)中哪一个是支配尤里卡沥青的软化、附着的。

首先，考察将回旋度调整叶片等结构物设置在喷嘴前端部附近的情况(参照专利文献1)，在喷嘴上游侧，喷嘴会挡住辐射热，因此认为尤里卡沥青的温度上升少，软化的机制主要由(2)支配。

以下，基于本案发明者实施的附着性基础试验(冷态和热态)的结果进行探讨。

1)表面粗糙度的影响(图10：忽略重力的影响，只考虑流速的影响)

一般来说，是表面粗糙度越大附着量越多，但在实际设备的流速(19m/s左右)及燃烧试验的流速下，得到的结果是，附着量受到表面粗糙度的影响小(图10)。认为理由是：当流速低时，已附着的尤里卡沥青继续附着，但当流速高时，就算尤里卡沥青附着了也容易剥离(冷态试验)。

2)结构物温度的影响(图11、图12)

无论表面粗糙度的大小如何，温度越高则附着量越增加(150℃以上全面附着)。相反，在100℃以下时，就算流速为20m/s以下，也容易剥离(图12)，附着量减少。

若具体说明则如下述所示。

若以板温度超过150℃之状态筛选粉末状的尤里卡沥青，则粉末附着板全面。此外，就算用流速100m/s的空气吹拂该附着粉末也基本上不会剥离。

另一方面，当板温度为100℃以下时，只要吹拂20m/s左右的空气就基本上都剥离。据此，可判断结构物的温度是非常大的因素。

3)结论

若综合附着性基础试验结果，认为尤里卡沥青的软化和附着的机制是由所述(2)支配的。因此，重要的是在将尤里卡沥青投入到炉内之前，抑制燃烧器内部的温度上升以防止尤里卡沥青向软化及燃烧器附着。

另一方面，有时燃烧器前端部受到火焰的强力辐射热，因此燃烧器前端部难以充分冷却。尤其是，设置在燃烧器前端部的保焰板形成为末端变宽地扩展的喇叭状，因此与直筒状部分相比容易受到火焰的辐射热。

因此，针对燃烧器的保焰板部分，考虑不如利用火焰的辐射热，将附着在保焰板的尤里卡沥青加热，使其温度高于软化点，由此将尤里卡沥青低粘度化而去除。

本发明所述新获得的见解研究而成的，具备如下所述的特征。

如图1及图2所示，本实施方式的燃烧***1具备倒立式低NOx锅炉2。倒立式低NOx锅炉2是让燃料在其内部燃烧，从燃烧气体回收热能的火力锅炉。燃料可使用液状、气体状、微粉状的碳燃料，且也能使用微粉状的石油沥青(石油残渣)燃料。本实施方式的燃烧***1中，使用石油沥青作为燃料。

倒立式低NOx锅炉2在纵型的燃烧室101的上端部，形成有高温还原燃烧区102，在中阶部形成有低温氧化燃烧区103，高温还原燃烧区102和低温氧化燃烧区103是由节流部104到2段燃烧用空气喷嘴107为止的气体冷却区105区隔开，为了实现低NOx，要实现适当的2段燃烧(低氧化燃烧)温度。在高温还原燃烧区102，在侧壁设置有燃烧器100，侧壁和上壁是由应对1500℃以上的炉内温度的程度的耐火材料106覆盖。

节流部104在燃烧室101的内面全周围突出凸缘状突起，相对于燃烧室101将气体通过截面积缩窄20～50％左右。此外，节流部104面朝高温还原燃烧区102的一侧是和高温还原燃烧区102同样地由耐火材料覆盖。燃烧器100在燃烧室101面向高温还原燃烧区102的2个侧面沿着水平方向并排安装，以火焰轴不正对的方式轴平行地且空开间隔地配置。

在节流部104的下方，开设有2段燃烧用空气喷嘴107，成为低温氧化燃烧区103。低温氧化燃烧区103的下部是燃烧室壁相对于铅垂线呈35°左右的锥状变窄，且在锥底部设置有灰排出口108。锥的角度根据堆积物质和壁之间的临界接触角而有不同的最佳值，当处理易崩塌的物体时可以使用45°左右。

低温氧化燃烧区103为在侧壁配置有用图中交界表示的冷却管的水冷壁结构，且被水冷。构成为冷却管在燃烧室101的底部连接于非加热降水管110，利用设置在比燃烧室101高的位置处的汽包109，经由非加热降水管110可向高温还原燃烧区101确切地供给足够高压的冷却水。

在低温氧化燃烧区103的下侧面，设置有气体流出口111，且通向气体导通道112。气体导通道112穿过蒸汽过热器管113、废气节能器114之后，向后处理工序搬运燃烧气体。在蒸汽过热器管113、废气节能器114的底部具备灰排出口115。

倒立式低NOx锅炉构成为，向燃烧室101的上端部供给燃料使其在还原气氛下燃烧，从上端部朝向下方推进燃烧，在氧化气氛中完成燃烧，并从下部提取燃烧气体。

倒立式低NOx锅炉2进行燃烧运转时，首先向高温还原区102的燃烧器100导入燃料和空气开始燃烧。在高温还原燃烧区2，抑制空气导入，维持在空气比1以下、例如0.6～0.8左右的还原气氛，以根据燃料选择的约1500℃左右的高温度使燃料燃烧。

在高温还原燃烧区102，利用使轴水平偏移配置的燃烧器100的火焰，燃烧气体在水平方向卷起漩涡而形成对流。而且，由于高温还原燃烧区102为高温，所以和燃烧气体的低密度相结合，燃烧气体会在高温还原燃烧区102停留很长时间，利用耐火材料106保温而稳定地进行燃烧。

在高温还原燃烧区102经过燃烧而被充分加热的燃烧气体，因新投入的燃料而燃烧气体增加，因此从高温还原燃烧区102挤出并通过节流部104流下到低温氧化燃烧区103。在低温氧化燃烧区103，从2段燃烧用空气喷嘴107充分供给相对低温的2段燃烧用空气，使燃烧气体的未燃部分在氧化气氛中完全燃烧。

燃烧气体在燃烧完成之后，会在燃烧室内下降并从气体流出口111流出到气体导通道112。在气体导通道112，经过蒸汽过热器管113及废气节能器114而和锅炉给水换热，并流出到后处理工序。

如上所述，本实施方式的倒立式低NOx锅炉2中，燃料在高温还原燃烧区102以高温还原气氛初期燃烧，然后在低温氧化燃烧区103以低温氧化气氛2段燃烧。

另外，本实施方式的倒立式低NOx锅炉2中，高温还原燃烧区102的温度高于现有型锅炉。因此，为了提升冷却性能，将汽包109设置在比燃烧室101的上端高的位置处，使非加热降水管110比燃烧室101高度长，增大非加热降水管110内的冷却水压，加快冷却水的循环。

如图3至图5所示，本实施方式的燃烧***1的石油沥青燃料用燃烧器100具有用于将石油沥青和搬运用气体一起供给至燃烧炉101的燃料供给管(燃烧器喉部)3。在燃烧炉101形成所述高温还原燃烧区102。

搬运用气体典型地使用空气，当使用空气时，搬运用气体用于搬运石油沥青，且还有助于燃烧。搬运用气体优选以常温导入燃料供给管3的内部。

本实施方式中，燃料供给管3的内壁面5的至少一部分经电解研磨处理，由此其平滑度提高。结果，石油沥青难以附着在燃料供给管3的内壁面5。

在燃料供给管3的内部中心，沿着管轴方向设置有副燃料喷射管6。副燃料喷射管6***到喷射管***管7的内部，能沿着喷射管***管7前后移动。

在燃料供给管3的管轴方向的中央部，设置有作为燃料浓度调整单元的回旋叶片(旋流器)8，利用该回旋叶片8对石油沥青搬运用气体9赋予回旋成分。

在燃料供给管3的中央外周部，设置有用于向燃烧炉101供给二次空气10的二次空气供给机构11。二次空气供给机构11具有用于对二次空气10赋予回旋成分的回旋叶片(旋流器)12。

由回旋叶片8构成的燃料浓度调整单元的功能是：使燃料集中浓缩在燃料供给管3的内周壁侧，且使燃料供给管3的周向的燃料的浓度分布均匀化。

在燃料供给管3的前端外周部，设置有用于向燃烧炉101供给三次空气13的三次空气供给机构14。三次空气供给机构14具有用于对三次空气13赋予回旋成分的回旋叶轮15。

如图4及图5所示，石油沥青燃料用燃烧器100在燃料供给管3的前端侧部分(后述保焰板17除外)的内侧，形成有开放空间16，该开放空间16内不存在妨碍石油沥青搬运用气体9流动的障碍物。

即，本实施方式的石油沥青燃料用燃烧器100不具备现有燃煤燃烧器的燃料供给管的前端侧部分设置的气流影响部(旋流器或肋)，石油沥青搬运用气体9的流动不会被燃料供给管3的前端侧部分(保焰板17除外)妨碍。

另外，若为燃料比2.5左右的低软化点石油沥青，就算从燃料供给管的前端侧部分去除肋(回旋度调整叶片)等，也能确保其在燃烧炉内的适当燃烧。

如图4所示，本实施方式的石油沥青燃料用燃烧器100的燃料供给管3具有筒状主体部3A和保焰板17，所述保焰板17是使筒状主体部3A的前端沿着径向外侧末端变宽地扩展而形成。喇叭状的保焰板17有利于将燃烧器100形成的火焰适当地保持在燃烧炉101内。

在保焰板17的内周面，形成有截面三角形状的环状阶部17A。环状阶部17A会影响从燃料供给管3的前端开口释出的石油沥青搬运用气体9的气流，形成燃烧漩涡，由此提升石油沥青燃料的燃烧效率。此外，通过利用环状阶部17A改变气流，燃烧器100前方形成的火焰会接近保焰板17。

利用环状阶部17A提升石油沥青燃料的燃烧效率，且使火焰接近保焰板17，由此保焰板17附近的气氛温度上升。

本实施方式的燃烧***1的石油沥青燃料用燃烧器100具有冷却单元20，该冷却单元20使冷却材料19接触燃料供给管3的前端侧部分的外壁面18，用于冷却燃料供给管3的前端侧部分的内壁面5。冷却材料19优选使用液体，更优选使用水。

冷却单元20具有环状形成在燃料供给管3的外壁面18周围的冷却材料流路21。冷却材料流路21是由配置在燃料供给管3的前端侧部分的外周的内侧管状构件22形成。在冷却材料流路21的入口侧，形成有冷却材料导入口23。

在内侧管状构件22的外周面周围配置有外侧管状构件24，燃料供给管3的保焰板17的外表面和外侧管状构件24的前端之间的缝隙，被环状密封构件25密封。

由内侧管状构件22的外周面和外侧管状构件24的内周面，形成冷却材料的回流流路26。在回流流路26的出口侧，形成有冷却材料排出口27。如图5所示，冷却材料导入口23及冷却材料排出口27在周向空开90°间隔分别各配置有4个。

本实施方式中，冷却材料流路21超出燃料供给管3的筒状主体部3A的前端而一直延伸到保焰板17的中途。更具体来说，冷却材料流路21一直延伸到保焰板17的内周面所形成的环状阶部17A的中途的位置为止。像这样，使冷却材料流路21超出燃料供给管3的筒状主体部3A的前端而一直延伸到保焰板17的中途，能将燃料供给管3的筒状主体部3A确切地冷却到其前端为止。

尤其是，本实施方式的燃烧***1中，锅炉使用倒立式低NOx锅炉2，配置有燃烧器100的高温还原区102比现有锅炉的燃烧室温度高。由此，燃烧器100的保焰板17附近的气氛温度维持得足够高。具体来说，保焰板17附近的气氛温度维持在比石油沥青的软化点高的温度。

例如，低负荷运转时炉内温度会下降，但倒立式低NOx锅炉2在低负荷运转时，也能将配置有燃烧器100的高温还原区102的温度维持得足够高。因此，即便保焰板17的内周面附着了石油沥青，由于周围的气氛温度足够高，也会使其低粘度化而去除，因此保焰板17的内周面上不会堆积附着物。

本实施方式中，倒立式低NOx锅炉2构成本发明的温度维持单元。即，倒立式低NOx锅炉2作为将运转过程中的燃烧器100的保焰板17附近的气氛温度，维持在比石油沥青燃料的软化点高的温度的单元发挥功能。

具体来说，高温还原燃烧区102的温度因耐火材料106的存在而被维持得较高。此外，将多个燃烧器100锯齿状对向配置，也有助于高温还原燃烧区2的高温化。对向配置的燃烧器100彼此相互地将它们的保焰板17附近加热，这也有助于保焰板17附近的气氛温度的高温化。

本实施方式的温度维持单元即倒立式低NOx锅炉2优选将燃烧器100的保焰板17附近的气氛温度维持在400℃以上。

另一方面，在石油沥青燃料用燃烧器100的筒状主体部3A，一边经由冷却材料导入口23向冷却材料流路21内供给冷却材料19，一边经由回流流路26及冷却材料排出口27将冷却材料19排出，由此从燃料供给管3的外壁面18连续地去除热。由此，燃料供给管3的筒状主体部3A的管壁被冷却，其内壁面5也维持在特定温度以下。

于此，燃料供给管3的筒状主体部3A的内壁面5的所述特定温度比如是燃料供给管3的内壁面5附近的石油沥青的温度变成软化点以下的温度。优选为，通过冷却单元20的冷却将燃料供给管3的内壁面5的温度维持在100℃以下。

此外，基于试验所得见解，为了防止石油沥青附着在燃料供给管3的前端侧部分、或者(就算未附着)为了缩短接触时间，将燃料供给管3内的流速维持在15m/s以上。

如上所述，本实施方式的燃烧***1的石油沥青燃料用燃烧器100中，通过将燃料供给管3的筒状主体部3A的内壁面5的温度维持在特定温度以下，能防止石油沥青达到其软化点而变成膏状。由此，能防止膏状的石油沥青附着并堆积在燃料供给管3的筒状主体部3A的内壁面5，从而可避免燃烧器100不可使用的事态。

此外，本实施方式的石油沥青燃料用燃烧器100在使用燃料比2.5左右的低软化点的石油沥青时，从燃烧上来说燃烧器前端部的回旋度调整机构并非必须，着眼于这一点，在燃料供给管3的前端侧部分(保焰板17除外)的内侧，形成不存在妨碍石油沥青搬运用气体9流动的障碍物的开放空间16，因此和所述冷却效果相结合，利用搬运用气体搬运中的石油沥青难以附着在燃料供给管3的内部。

此外，本实施方式的石油沥青燃料用燃烧器100中，燃料供给管3的内壁面5经电解研磨处理，因此石油沥青进一步难以附着。电解研磨处理也可以对保焰板17及环状阶部17A实施。

此外，通过将燃料供给管3内的流速设为15m/s以上，能更确切地防止石油沥青附着在燃料供给管2的前端侧部分。

另外，浓度调整机构(回旋叶片8)利用简单的构成，能矫正燃料供给管3上游侧的配管弯曲部等发生的燃料浓度的周向偏差使周向的浓度分布均匀化，且能使燃料供给管内的空气/燃料比形成为中心侧高而周壁侧低的分布。

该浓度调整机构位于燃料供给管3的上游部，存在于难以受到锅炉的火焰的辐射热的位置，因此温度维持得相对较低，即便低软化点的石油沥青接触也不会使石油沥青达到软化温度。

相对于此，回旋度调整机构位于燃料供给管3的内周部的气流的通过部分，因此是最易和燃料碰撞或接触的结构物，另一方面，位于供给管前端部，因此温度变高，若低软化点的石油沥青接触后会立即达到软化温度以上而附着。

另一方面，燃料比2.5左右的低软化点的石油沥青能利用浓度调整机构确保适当的浓度，因此就算不设置回旋度调整机构，也能确保锅炉内的适当燃烧。

若进一步说明本实施方式的冷却单元20的作用，利用冷却机构能将燃料供给管3的内周面5的温度维持在低软化点石油沥青的软化温度以下，因此固体(粉体)状的石油沥青就算接触燃料供给管3也不会软化，直接乘着高速气流投入到锅炉炉内。此外，就算石油沥青接触后略微软化，也不会变成粘着的状态，因此高速气流轻松地将其自燃料供给管内面剥离后投入到锅炉炉内。

而且，利用浓度调整机构使气流在燃料供给管3内形成回旋流，因此石油沥青利用离心力向外周部集中，所以在燃料供给管外周部接触燃料供给管3。因此，冷却燃料供给管3的外周部，会有效地防止石油沥青接触燃料供给管3后软化且附着。即，利用浓度调整机构和冷却机构的重叠效果，石油沥青的供给管附着防止的效果变大。

此外，低软化点石油沥青总的来说燃烧性差，但倒立式低NOx锅炉2能使这种燃烧性差的燃料以高效率燃烧且环境负担小。即，将具备水冷功能的燃烧器100和倒立式低NOx锅炉2组合而成的本实施方式的燃烧***1，能使低软化点石油沥青稳定且高效率地燃烧，且环境负担小。

尤其是，本实施方式的燃烧***1中，通过冷却将燃烧器100的筒状主体部3A的温度维持得比石油沥青的软化点低，且将燃烧器100的保焰板17附近的气氛温度维持得比石油沥青的软化点高，因此，例如当锅炉低负荷运转时，也能将包含保焰板17的燃烧器100的前端侧部分的全体的温度维持在比石油沥青的软化点高的高温侧或比石油沥青的软化点低的低温侧。

由此，本实施方式的燃烧***1无论在锅炉额定运转时、还是锅炉低负荷运转时，都能稳定地持续进行使用石油沥青燃料的燃烧运转。

另外，作为所述实施方式的一变化例，为了提高冷却单元20的冷却效率，如图6所示，也可以沿着冷却材料流路21，在燃料供给管3的筒状主体部3A设置冷却鳍片28。

此外，作为所述实施方式的另一变化例，如图7所示，通过将冷却单元20的冷却材料流路21的折返部的内壁面21A的形状设为顺滑地变化的形状，也能使冷却材料的流动不产生停滞。若冷却材料的流动产生停滞，这部分的热传递下降，因此会产生热点，导致石油沥青容易附着。

因此，本例中，冷却材料流路21将容易产生停滞的折返部的内壁面21A设为顺滑的形状，防止冷却材料停滞导致的热点产生。

另外，通过组合图7所示的本例的结构、和图6所示的冷却鳍片28的结构，能进一步提高冷却单元20的冷却效果。

此外，作为其他变化例，如图8所示，冷却单元20的冷却材料流路21中，也可以将燃烧器前端部设为迷宫式结构。作为向迷宫式结构的冷却材料的流入口，在燃烧器前端部的冷却单元20的流路壁，形成具有使冷却材料流路21的截面积固定的尺寸(径)的连通孔(未图示)。本例中，冷却材料流路21是点对称地设置有2个。

若冷却材料流路21中冷却材料的流动发生偏颇，局部热传递下降，通过设置图8所示迷宫式结构，能使冷却材料的流动不偏颇，防止热点产生。

另外，通过组合图8所示的本例的结构、和图6所示的冷却鳍片28的结构，能进一步提高冷却单元20的冷却效果。

此外，作为其他变化例，也可以使用空气作为冷却介质，将冷却用空气直接释出至炉内。例如，通过组合图6所示的冷却鳍片28，将空气作为冷却介质时也能维持充分的冷却效果，从而可实现冷却结构的简化。

此外，作为其他变化例，针对只有燃烧器前端部能更换的结构，当实施冷却单元等的对策后石油沥青依然附着时，也可以更换燃烧器前端部。

此外，作为其他变化例，也可以通过将冷却材料流路21并非形成在保焰板17全体而是形成到中途为止，来限制保焰板17的冷却。例如，如图9所示，可以构成为使冷却材料流路21的折返部位于保焰板17的基端部。由此，当软化后的石油沥青附着在保焰板17的内周面时，也能利用保焰板17附近存在的火焰，容易地将石油沥青加热到比软化点高的温度，使得粘度下降而从保焰板17去除。

[符号的说明]

1 燃烧***

2 倒立式低NOx锅炉

3 燃料供给管

3A 燃料供给管的筒状主体部

4 燃料供给管的前端侧部分

5 燃料供给管的前端侧部分的内壁面

6 副燃料喷射管

7 喷射管***管

8 回旋叶片(旋流器)

9 石油沥青搬运用气体

10 二次空气

11 二次空气供给机构

12 回旋叶片(旋流器)

13 三次空气

14 三次空气供给机构

15 回旋叶轮

16 开放空间

17 保焰板

17A 保焰板的内周面的环状阶部

18 燃料供给管的外壁面

19 冷却材料

20 冷却单元

21 冷却材料流路

21A 冷却材料流路的折返部的内壁面

22 内侧管状构件

23 冷却材料导入口

24 外侧环状构件

25 环状密封构件

26 冷却材料的回流流路

27 冷却材料排出口

28 冷却鳍片

100 石油沥青燃料用燃烧器

101 燃烧室

102 高温还原燃烧区

103 低温氧化燃烧区

104 节流部

105 气体冷却区

106 耐火材料

107 2段燃烧用空气喷嘴

108 灰排出口

109 汽包

110 非加热降水管

111 气体流出口

112 气体导通道

113 蒸汽过热器管

114 废气节能器

115 灰排出口

Claims (10)

1.一种燃烧***，能使用石油残渣燃料，且具备：

燃烧器，具有在前端形成有保焰板的燃料供给管；及

高温维持单元，用于将运转过程中的所述保焰板附近的气氛温度，维持在比所述石油残渣燃料的软化点高的温度；且

所述燃料供给管具有在前端形成有所述保焰板的筒状主体部，

所述燃烧器具有冷却单元，所述冷却单元用于将所述筒状主体部的内周面的温度，维持在比所述石油残渣燃料的所述软化点低的温度；

所述冷却单元将所述燃料供给管的所述筒状主体部的内周面的温度维持在100℃以下；

所述冷却单元具有环状地形成在所述燃料供给管的外壁面周围的冷却材料流路；

所述冷却材料流路超出所述燃料供给管的所述筒状主体部的前端而一直延伸到所述保焰板的中途。

2.根据权利要求1所述的燃烧***，其中所述高温维持单元将运转过程中的所述保焰板附近的气氛温度维持在400℃以上。

3.根据权利要求1或2所述的燃烧***，其中所述高温维持单元具有将设置有所述燃烧器的燃烧区域围住的耐火材料。

4.根据权利要求1或2所述的燃烧***，其中所述高温维持单元是通过以利用一所述燃烧器的火焰将另一所述燃烧器的所述保焰板附近加热的方式，配置所述一燃烧器及所述另一燃烧器而构成。

5.根据权利要求1或2所述的燃烧***，其中所述保焰板形成为越朝向所述燃烧器的前端侧则越向径向外侧扩展。

6.根据权利要求5所述的燃烧***，其中在所述保焰板的内周面形成有环状阶部，所述环状阶部用于影响搬运燃料的气体的流动，以提升燃烧效率。

7.根据权利要求1或2所述的燃烧***，其中所述燃烧器配置在倒立式低NOx锅炉的高温还原燃烧区。

8.根据权利要求1或2所述的燃烧***，其中所述燃烧器具有燃料浓度调整单元，所述燃料浓度调整单元设置在所述燃料供给管的上游侧，使燃料集中浓缩在所述燃料供给管的内周壁侧，且使所述燃料供给管的周向的所述燃料的浓度分布均匀化。

9.根据权利要求1或2所述的燃烧***，其中在除了所述保焰板以外的所述燃料供给管的前端侧部分的内侧，形成有开放空间，所述开放空间内不存在妨碍搬运燃料的气体的流动的障碍物。

10.根据权利要求1或2所述的燃烧***，其中所述燃料供给管的内壁面的至少一部分经电解研磨处理。