JP2005195274A - 微粉炭焚きボイラ及びそのバーナ運転方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 微粉炭濃度適正化を図ることができる微粉炭焚きボイラを提供する。
【解決手段】 １つの微粉炭機１の出口側に複数本の微粉炭供給配管４が接続され、各微粉炭供給配管４のボイラ側先端部にバーナ３を設置した微粉炭焚きボイラにおいて、前記微粉炭機１の出口側微粉炭濃度に応じて前記バーナ３の使用台数を可変にしたことを特徴とする。
【選択図】 図４

Description

本発明は、微粉炭焚きボイラ及びそのバーナ運転方法に係り、特に微粉炭機出口の燃料濃度制御技術に関するものである。

従来技術では、微粉炭機の起動時において、給炭量が少ないにも関わらず微粉炭搬送用の空気(一次空気)流量は一定に保たれているため、必然的に微粉炭濃度が低下する。また、ボイラ側ではその微粉炭機から微粉炭の供給を受ける全バーナが同時に使用されるため、低濃度の微粉炭が全バーナに供給される。このことがバーナの燃焼性能の低下をもたらし、微粉炭機の起動時において窒素酸化物の濃度が上昇する現象が認められる。

図６は、従来技術による微粉炭機起動時の窒素酸化物排出濃度特性を示す図である。同図の縦軸は時間，縦軸は窒素酸化物濃度を示している。同図に示すように、微粉炭機の起動時には、前述のようにバーナへ供給される微粉炭濃度が低いため、窒素酸化物濃度は静定時よりもかなり増加している。

微粉炭焚きボイラのバーナ運転方法に関しては、例えば下記のような特許文献を挙げることが出きる。
特開平６−１４７４７０号公報

上記した従来技術では、微粉炭機の起動時における微粉炭濃度適正化に関する配慮がなされておらず、排ガス性状改善に関しては、他のプロセス改善に頼る他ないという問題があった。

本発明の目的は、このような従来技術の欠点を解消し、微粉炭濃度適正化を図ることができる微粉炭焚きボイラ及びそのバーナ運転方法を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明の第１の手段は、１つの微粉炭機の出口側に複数本の微粉炭供給配管が接続され、各微粉炭供給配管のボイラ側先端部にバーナを設置した微粉炭焚きボイラにおいて、前記微粉炭機の出口側微粉炭濃度に応じて前記バーナの使用台数を可変にしたことを特徴とするものである。

本発明の第２の手段は前記第１の手段において、前記各微粉炭供給配管の途中にダンパがそれぞれ設けられ、前記バーナの使用台数が前記ダンパの開いた数によって制御されることを特徴とするものである。

本発明の第３の手段は、１つの微粉炭機の出口側に複数本の微粉炭供給配管が接続され、各微粉炭供給配管のボイラ側先端部にバーナを設置した微粉炭焚きボイラのバーナ運転方法において、前記微粉炭機の出口側微粉炭濃度に応じて前記バーナの使用台数を可変にしたことを特徴とするものである。

本発明の第４の手段は前記第３の手段において、前記各微粉炭供給配管の途中にダンパがそれぞれ設けられ、前記バーナの使用台数が前記ダンパの開いた数によって制御されることを特徴とするものである。

本発明では、給炭量に応じて運用するバーナの本数を適正に制御し、バーナの性能を最大限に活用する。即ち、計測した微粉炭搬送空気(一次空気)流量及び給炭量により求められる微粉炭濃度を基に、開とする微粉炭機出口ダンパの数量を制御することにより、微粉炭機出口の微粉炭濃度を適正な値に制御することができる。そのために、窒素酸化物排出濃度を低く抑え、燃焼性能の低下を回避することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。図１は、本発明の実施形態に係る微粉炭焚きボイラにおける微粉炭機の出口系統図である。同図に示すように、１つの微粉炭機１の出口には、複数の微粉炭供給配管４が接続されており，各微粉炭供給配管４の途中にダンパ２が設置され、各微粉炭供給配管４のボイラ側先端部にはそれぞれバーナ３が接続されている。

発電所用ボイラの場合は、１つの微粉炭機１に対して複数の微粉炭供給配管４，
ダンパ２ならびにバーナ３の組が複数組設置されている。

図２は微粉炭濃度（横軸）と窒素酸化物濃度(縦軸)との関係を示す特性図、図３は給炭量（横軸）と微粉炭搬送用空気(縦軸)との関係を示す特性図、図４は給炭量（横軸）と微粉炭濃度(縦軸)との関係を示す特性図、図５は本発明による窒素酸化物排出濃度特性図である。

従来は、微粉炭機１の起動により各ダンパ２を全て同時に開放していた。そして図３に示すように、微粉炭機の起動時などのように給炭量が少ない状態においては搬送用空気(一次空気)流量は一定であり、このことにより各バーナ３から供給される微粉炭濃度は低下することになる。即ち、微粉炭機１の出口の微粉炭濃度は図４の点線で示すようになり、これが窒素酸化の排出に関わり、バーナ３の燃焼特性を低下させる要因となっている。

これに対して本発明は、給炭量に合わせて使用するバーナ３の本数を制限するものである。すなわち図４の実線で示すように、１つの微粉炭機１に対して、起動初期などのように微粉炭機１の出口の給炭量が最も少ない状態では、全バーナ３のうちの例えば１／４を使用し、少し給炭量が増えると全バーナ３のうちの例えば２／４（１／２）を使用して、さらに給炭量が増えると今度は全バーナ３のうちの例えば３／４を使用し、給炭量が所定量になると全バーナ３を使用する。

このように給炭量の増加に合わせて使用するバーナ３の本数を徐々に増やすことにより、使用しているバーナ３からの微粉炭濃度を高く(適正に)維持することができる。このように出口給炭量に合わせて使用するバーナ３の本数を制限するということは、具体的には開放状態のダンパ２の数を制御することであり、個々のバーナ３において微粉炭濃度を適正な値に保っことができる。この開放状態のダンパ２の数の制御は、ボイラの制御部(図示せず)によって行われる。

そのため図５に示すように、バーナ３に供給される微粉炭の濃度は常に従来技術のそれよりも高めに推移でき、特に微粉炭機の起動時における窒素酸化物濃度を大幅に低減して、燃焼性能の低下を回避することが可能となる。

本発明の実施形態に係る微粉炭焚きボイラにおける微粉炭機の出口系統図である。 微粉炭濃度と窒素酸化物濃度との関係を示す特性図である。 給炭量と微粉炭搬送用空気との関係を示す特性図である。 給炭量と微粉炭濃度との関係を示す特性図である。 本発明による微粉炭機の起動時における窒素酸化物排出濃度特性図である。 従来技術による微粉炭機の起動時における窒素酸化物排出濃度特性図である。

符号の説明

１ 微粉炭機
２ ダンパ
３ バーナ
４ 微粉炭供給配管

Claims (4)

1. １つの微粉炭機の出口側に複数本の微粉炭供給配管が接続され、各微粉炭供給配管のボイラ側先端部にバーナを設置した微粉炭焚きボイラにおいて、前記微粉炭機の出口側微粉炭濃度に応じて前記バーナの使用台数を可変にしたことを特徴とする微粉炭焚きボイラ。
2. 請求項１記載の微粉炭焚きボイラにおいて、前記各微粉炭供給配管の途中にダンパがそれぞれ設けられ、前記バーナの使用台数が前記ダンパの開いた数によって制御されることを特徴とする微粉炭焚きボイラ。
3. １つの微粉炭機の出口側に複数本の微粉炭供給配管が接続され、各微粉炭供給配管のボイラ側先端部にバーナを設置した微粉炭焚きボイラのバーナ運転方法において、前記微粉炭機の出口側微粉炭濃度に応じて前記バーナの使用台数を可変にしたことを特徴とする微粉炭焚きボイラのバーナ運転方法。
4. 請求項３記載の微粉炭焚きボイラのバーナ運転方法において、前記各微粉炭供給配管の途中にダンパがそれぞれ設けられ、前記バーナの使用台数が前記ダンパの開いた数によって制御されることを特徴とする微粉炭焚きボイラのバーナ運転方法。
   

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