JP3622060B2 - Burner in sand for fluidized bed incinerator and operation method thereof - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、都市ごみ又は産業廃棄物等の被焼却物を焼却する流動床式焼却炉に係り、特に該流動床式焼却炉の砂中バーナとその運転方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、燃焼バーナとしては、例えば燃料ガス化装置において該燃料ガス化装置の燃焼バーナのノズルを引き抜き可能な装置を備えたものが知られている(特開昭62−225809号公報)。
【0003】
一方図4は、従来技術に係る流動床式焼却炉用砂中バーナ100を示す断面図である。従来の砂中バーナ101は、流動床式焼却炉のケーシング104の内側に耐火材105を設け、更にその内側に流動砂106が充填されている。この流動砂106を流動させ、且つ高温に加熱することで都市ごみ又は産業廃棄物等の被焼却物を焼却するものである。流動床式焼却炉の運転中は、流動砂106の温度が低下し燃焼が不良にならない様に、流動砂106の中に燃料油等の助燃用燃料を噴霧させるために、ケーシング104、耐火材105の部分にフランジ110を有するスリーブ111を取り付け、その内側にフランジ107とボールバルブ108を有するガイドスリーブ109を配置し、更に、その内側に砂中バーナ101を設置している。
【0004】
この砂中バーナ101には、燃料油102と噴霧エアー103をその一端から供給し先端より流動砂106の内部に燃料油102と噴霧エアー103の混合気を噴射させる。一方、流動床式焼却炉の運転中は、砂中バーナ101及びガイドスリーブ109の焼損防止及び流動砂106の流動床式焼却炉外への噴出を防止するためシールエアー112、シールエアー114及び噴霧エアー103を常に流し、ガイドスリーブ109と砂中バーナ101の間隙からはシールエアー115を、外側スリーブ111と内側スリーブ109の間隙からはシールエアー113を、各々噴射している。流動砂106の温度低下の信号で燃料油102を供給して燃焼させ、流動砂106の温度を上昇させて温度が正常になった時点で燃料油102の供給を停止する様にシステムを組んでいる。しかし流動砂106の温度が低下する頻度は少なく、その間シールエアー112、シールエアー114及び噴霧エアー103を供給し続けるので、その消費量も多く、且つガイドスリーブ109及び砂中バーナ101は高温の流動砂106の内に常時曝されている状態となっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上記前者における燃焼バーナは、水冷壁で形成されたガス化炉本体を圧力容器に内蔵させてなるガス化装置に使用する燃焼バーナに関するもので、本発明で対象とする流動床式焼却炉の砂中バーナとは構成が異なるものである。
【0006】
又、上記流動床式焼却炉用砂中バーナ100は、焼損防止対策としてシールエアー112、114及び噴霧エアー103を常時流しているが、砂中バーナ101及びガイドスリーブ109の先端側は、流動砂106の流動による摩耗及び高温による焼損或いは酸化雰囲気による腐触等で脱落する恐れがあり、脱落した場合には、その都度流動床式焼却炉を停止し補修するという問題があり、又常時使用するシールエアー112、114及び噴霧エアー103の使用量も多いという問題もあった。
【0007】
本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決し、摩耗や焼損、腐食等による脱落の恐れが少なく長期間の連続運転が可能な寿命の長い、且つ噴霧媒体及び冷却気体の使用量が少なく、保守の容易な流動床式焼却炉用砂中バーナを提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を解決するため、本発明は、基端側から供給した燃料流体と噴霧媒体とを先端側から高温に加熱した流動する流動砂中に噴射し、被焼却物を焼却する流動床式焼却炉の砂中バーナと、この砂中バーナの先端側から基端側にかけて砂中バーナの外側に設けた内側スリーブと、流動床式焼却炉の側壁を貫通し砂中バーナ及び内側スリーブを流動床式焼却炉の内部に導入する外側スリーブとを有し、砂中バーナ及び内側スリーブの冷却及び焼損防止を行なう冷却気体の供給口を内側スリーブの基端側に形成し、内側スリーブの冷却及び焼損防止を行なう冷却気体の供給口を外側スリーブの基端側に形成した流動床式焼却炉用砂中バーナにおいて、内側スリーブは、外側スリーブの基端に軸方向の摺動が可能に支持され、砂中バーナは、内側スリーブの基端に軸方向の摺動が可能に支持され、内側スリーブを軸方向に摺動させる第1の出没操作手段と、砂中バーナを軸方向に摺動させる第2の出没操作手段とを備えるようにする。また、内側スリーブの先端側に、第2の出没操作手段による砂中バーナの摺動によって開閉可能なくさび形状の蓋を設けるようにする。
【0009】
【作用】
本発明の流動床式焼却炉用砂中バーナは、流動砂中に出没可能な第1の出没操作手段を備えたので、流動砂の温度が低下した時のみ、その信号を受け自動的に流動床式焼却炉内に挿入され燃料流体を噴射し、流動砂の温度を上昇させる。流動砂の温度が適正な温度に上昇したら自動的に流動砂から流動床式焼却炉の外側方向に没するように作動する。これにより砂中バーナは、高温で且つ流動している流動砂に曝されている時間が短かくなるので、砂中バーナの先端側は焼損したり摩耗することがない。
【0010】
更に、砂中バーナ及び内側スリーブを流動砂中に出没可能な第2の出没操作手段を備えたので、上記作用に加え、砂中バーナは、内側スリーブに保護されつつ流動砂に出没することが出来、砂中バーナの流動砂による無用な焼損と摩耗を防止することが出来ると共に、砂中バーナの流動砂中への出没距離が大きくとれる。 そして、内側スリーブの先端側に、砂中バーナの第1の出没操作手段による出没によって開閉可能なくさび形状に形成した蓋を設けたので、砂中バーナ及び内側スリーブが流動砂中に突出した際に、砂中バーナの先端側から基端側にかけた部分が位置する内側スリーブの内部に流動砂が侵入しない。又内側スリーブは、流動砂中に突出するくさび形状の蓋によって、抵抗なく突出することが出来ると共に、砂中バーナも、砂中バーナの第1の出没操作手段によって内側スリーブのくさび形状の蓋を突き上げ、抵抗なく突出することが出来る。
【0011】
【実施例】
本発明の流動床式焼却炉用砂中バーナの実施例を図面に基づいて説明する。図1は本発明に係る流動床式焼却炉用砂中バーナの一実施例を示し、砂中バーナ及び内側スリーブが流動床式焼却炉から没した状態の断面図、図2は図1と同じ実施例の流動床式焼却炉用砂中バーナを示し、図1の状態から砂中バーナ及び内側スリーブが流動砂中に突き出た状態の断面図、図3は図1と同じ実施例の流動床式焼却炉用砂中バーナを示し、図2の状態から砂中バーナが流動砂中に突き出た状態の断面図、を各々示す。
【0012】
図1に示すように、本実施例の流動床式焼却炉用砂中バーナ1は、基端側11から供給した燃料流体である燃料油15と噴霧媒体である噴霧エアー16を先端側12から高温に加熱した流動する流動砂7中に噴射し、被焼却物を焼却する流動床式焼却炉3の砂中バーナ10と、この砂中バーナ10の先端側12から基端側11にかけて砂中バーナ10の外側に設けた内側スリーブであるガイドスリーブ21と、流動床式焼却炉3の側壁5を貫通し砂中バーナ10及びガイドスリーブ21を流動床式焼却炉3の内部に導入する外側スリーブ37とを有している。そして、砂中バーナ10及びガイドスリーブ21の冷却及び焼損防止を行なう冷却気体であるシールエアー31の供給口31aをガイドスリーブ21の基端側22に形成し、ガイドスリーブ21の冷却及び焼損防止を行なう冷却気体であるシールエアー44の供給口44aを外側スリーブ37の基端側38に形成した流動床式焼却炉用砂中バーナ1において、砂中バーナ10は、流動砂7中に出没可能な第1の出没操作手段18を備えたものである。
【0013】
更に、本実施例の流動床式焼却炉用砂中バーナ1は、砂中バーナ10及びガイドスリーブ21を流動砂7中に出没可能な第2の出没操作手段33を備えている。ガイドスリーブ21の先端側23は、砂中バーナ10の第1の出没操作手段18による出没によって開閉可能なくさび形状に形成した蓋28を有している。
【0014】
更に、流動床式焼却炉3のケーシング4の内側に耐火材6を設け、その内側に流動砂7を充填している。ケーシング4と耐火材6とを貫通するように外側スリーブ37を設け、その基端側38にグランドボックス40、グランド41及びグランドパッキン42を設けている。このグランドボックス40、グランド41及びグランドパッキン42に支持されて外側スリーブ37の内側に内側スリーブであるガイドスリーブ21を設け、その先端側23にくさび形状の蓋28、この蓋28を軸支するヒンジ29が設けられ、蓋の近傍にはガイドラグ27を取り付けられている。ガイドスリーブ21の基端側22には、グランドボックス24、グランド25及びグランドパッキン26が設けられ、グランドボックス24と砂中バーナ10との間には、第1の出没操作手段18を構成するエアーシリンダー19とサポート20が取り付けられ砂中バーナ10を出没可能にしている。グランドボックス24はシールエアー31を受け入れ、ガイドスリーブ21の内側に供給する様にしている。
【0015】
更に、ケーシング4とグランドボックス24には、第2の出没操作手段33を構成するエアーシリンダー34とサポート35が取り付けられ、砂中バーナ10及びガイドスリーブ21を出没可能にしている。グランドボックス40はシールエア44を受け入れガイドスリーブ21と外側スリーブ37の間隙に供給している。
【0016】
次に、本実施例の流動床式焼却炉用砂中バーナ1の作用について説明する。第1図は、砂中バーナ及び内側スリーブが流動床式焼却炉3から没した状態の断面図である。これは砂中バーナ10を使用しない通常時の状態を示している。この時が流動床式焼却炉の運転中で最も長い時間であり、シールエアー31、シールエアー44及び噴霧エアー16を供給し流動床式焼却炉内へ流し、砂中バーナ10及びガイドスリーブ21を冷却している。流動砂7の温度が低下した場合、その信号を受けると砂中バーナ10を使用することになるが、噴霧エアー16を供給し砂中バーナ10の先端部より噴射させてガイドスリーブ21の先端側蓋28の隙間より噴霧エアー16とシールエアー31の混合気32を流動砂7へ噴射させる。
【0017】
次の段階は、第2図に示すように、砂中バーナ10及びガイドスリーブ21を流動砂7中に突き出た状態にする。第2の出没操作手段33を構成するエアーシリンダー34を作動させ砂中バーナ10とガイドスリーブ21とを同時に流動床式焼却炉3内、即ち流動砂7の中に突き出させる。ガイドスリーブ21の先端側23は、くさび形状であり流動砂7の中に容易に突き出させることが出来る。この状態ではまだ砂中バーナ10はガイドスリーブ21と蓋28により保護されている。
【0018】
最後の段階は、第3図に示すように、砂中バーナ10が流動砂7中に突き出た状態である。第1の出没操作手段18を構成するエアーシリンダー19を作動させ、砂中バーナ10を流動砂7中に突き出させると蓋28を押し上げ砂中バーナ10の先端側12は完全に流動砂7の内部に入る。その後燃料油15を供給し流動砂7へ噴霧、燃焼させ流動砂7の温度を上昇させる。この時砂中バーナ10は噴霧エアー16、燃料油15及びシールエアー32′により冷却されている。ガイドスリーブ21もその基端側22から供給されたシールエアー44が、ガイドスリーブ21と外側スリーブ37との間隙を通過することによってシールエアー45となって流動砂7中に噴出し冷却すると共に、ガイドスリーブ21の中に流動砂7が侵入しないようにシールエアー32′により防止される。
【0019】
流動砂7の温度の上昇が完了すると、燃料油15の供給を停止し、砂中バーナ10を第1の出没操作手段18で流動床式焼却炉の外側方向に没とさせると共に、第2の出没操作手段33により砂中バーナ10及びガイドスリーブ21を流動床式焼却炉の外側方向に没とさせ、第2図から第1図の状態に自動的に戻し流動砂7の温度が低下するまでスタンバイさせておく。ガイドスリーブ21の先端側及び蓋28の材質は、耐熱性の良い材料を使用することにより、長期間の連続運転が可能になり寿命が長くなる。
【0020】
【発明の効果】
本発明の砂中バーナによれば、流動砂中に出没可能な第1の出没操作手段を備えたので、砂中バーナの先端側は焼損したり摩耗することがなく、流動床式焼却炉を停止することなく長期間の連続運転が可能になる。そして、砂中バーナの寿命が延びるため交換する手間が減り部品を取り替えする費用も少なくなる。
【0021】
更に、砂中バーナ及び内側スリーブを流動砂中に出没可能な第2の出没操作手段を備えたので、上記発明の効果に加え、砂中バーナは、内側スリーブに保護されつつ流動砂に出没することが出来、砂中バーナの流動砂による無用な焼損と摩耗を防止することが出来ると共に、砂中バーナの流動砂中への出没距離が大きくとれる。
【0022】
そして、内側スリーブの先端側に、砂中バーナの第1の出没操作手段による出没によって開閉可能なくさび形状に形成した蓋を設けたので、上記いずれかの発明の効果に加え、砂中バーナの先端側から基端側にかけた部分が位置する内側スリーブの内部に流動砂が侵入しない。又内側スリーブは、くさび形状の蓋によって、流動砂中に抵抗なく突出することが出来ると共に、砂中バーナも、砂中バーナの第1の出没操作手段によって内側スリーブのくさび形状の蓋を突き上げ、抵抗なく突出することが出来る。その上、万が一砂中バーナがダメージを受けた場合でもガイドスリーブ先端側の蓋が閉じている為、流動床式焼却炉運転中でも流動砂はガイドスリーブの内部に侵入しないため砂中バーナは容易に抜き出せ、修理又は交換ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る流動床式焼却炉用砂中バーナの一実施例を示し、砂中バーナ及び内側スリーブが流動床式焼却炉から没した状態の断面図である。
【図2】図1と同じ実施例の流動床式焼却炉用砂中バーナを示し、図1の状態から砂中バーナ及び内側スリーブが流動砂中に突き出た状態の断面図である。
【図3】図1と同じ実施例の流動床式焼却炉用砂中バーナを示し、図2の状態から砂中バーナが流動砂中に突き出た状態の断面図である。
【図4】従来技術に係る流動床式焼却炉用砂中バーナを示す断面図である。
【符号の説明】
1 流動床式焼却炉用砂中バーナ
3 流動床式焼却炉
5 側壁
7 流動砂
10 砂中バーナ
11 基端側
12 先端側
15 燃料油(燃料流体)
16 噴霧エアー(噴霧媒体)
18 第1の出没操作手段
21 ガイドスリーブ(内側スリーブ)
22 基端側
23 先端側
28 蓋
31 シールエアー(冷却気体)
33 第2の出没操作手段
37 外側スリーブ
38 基端側
44 シールエアー(冷却気体)[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a fluidized bed incinerator for incinerating the incineration of such municipal waste or industrial waste, and in particular sand in burners of fluidized bed incinerator and its operating method.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a combustion burner, for example, a fuel gasifier having a device capable of pulling out a nozzle of the combustion burner of the fuel gasifier is known (Japanese Patent Laid-Open No. 62-225809).
[0003]
On the other hand, FIG. 4 is a cross-sectional view showing a
[0004]
The burner 101 in the sand is supplied with
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The former combustion burner relates to a combustion burner used in a gasification apparatus in which a gasification furnace main body formed of a water-cooled wall is built in a pressure vessel, and is a sand of a fluidized bed incinerator targeted by the present invention. The middle burner is different in configuration.
[0006]
The fluidized bed
[0007]
The object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, have a long life that allows long-term continuous operation with little risk of dropout due to wear, burnout, corrosion, etc., and uses less spray medium and cooling gas. An object of the present invention is to provide a sand burner for a fluidized bed incinerator that is easy to maintain.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned object , the present invention is directed to a fluidized bed incineration in which a fuel fluid and a spray medium supplied from a base end side are injected into flowing fluidized sand heated to a high temperature from the tip end side, and the incinerated material is incinerated. Furnace sand burner, inner sleeve provided outside the sand burner from the tip side to the base end side of the sand burner, and the fluidized bed incinerator through the side wall of the fluidized bed incinerator. A cooling gas supply port that cools the sand burner and the inner sleeve and prevents burnout, and cools and burns the inner sleeve. In a fluidized bed incinerator sand burner in which a cooling gas supply port is formed on the base end side of the outer sleeve , the inner sleeve is supported by the base end of the outer sleeve so that it can slide in the axial direction. , Sand burner inside A first in / out operation means for sliding the inner sleeve in the axial direction, and a second in / out operation means for sliding the in-sand burner in the axial direction, supported by the base end of the leave so as to be axially slidable. Be prepared. Further, the distal end side of the inner sleeve, to so that the lid of the openable wedge shape provided by the sliding of the sand in the burner according to the second retractable operating means.
[0009]
[Action]
Since the burner for sand of a fluidized bed incinerator of the present invention is provided with the first sinking / inclining operation means capable of sinking and sinking in the fluidized sand, it automatically receives the signal only when the temperature of the fluidized sand is lowered. It is inserted into a floor-type incinerator to inject fuel fluid and raise the temperature of the fluidized sand. When the temperature of the fluidized sand rises to an appropriate temperature, the fluidized sand is automatically operated so as to be immersed in the outside direction of the fluidized bed incinerator. As a result, the time during which the burner in sand is exposed to the fluidized sand that is flowing at a high temperature is shortened, so that the tip side of the burner in sand is not burned out or worn.
[0010]
Further, since the second burn-in operation means capable of swaging the sand burner and the inner sleeve in the fluidized sand is provided, in addition to the above-described action, the sand burner can be swollen in the fluid sand while being protected by the inner sleeve. It is possible to prevent unnecessary burning and wear due to the fluidized sand of the burner in the sand and to increase the distance of the burner in the sand into the fluidized sand. And since the lid formed in the shape of a wedge that can be opened and closed by the first intrusion operation means of the in-sand burner is provided on the tip side of the inner sleeve, when the in-sand burner and the inner sleeve protrude into the fluid sand Furthermore, the fluid sand does not enter the inside of the inner sleeve where the portion from the tip side to the base side of the burner in sand is located. The inner sleeve can be projected without resistance by a wedge-shaped lid projecting into the fluid sand, and the sand-burner can also be wedged by the first intrusion operation means of the sand-burner. Can push up and protrude without resistance.
[0011]
【Example】
An embodiment of a sand burner for a fluidized bed incinerator of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows one embodiment of a sand burner for a fluidized bed incinerator according to the present invention, and a sectional view of the sand burner and the inner sleeve submerged from the fluidized bed incinerator. FIG. 2 is the same as FIG. 1 is a cross-sectional view of a fluidized bed incinerator sand burner according to an embodiment, in which the burner in sand and the inner sleeve protrude into the fluidized sand from the state shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a fluidized bed according to the same embodiment as FIG. The in-sand burner for type | mold incinerators is shown, and the sectional view of the state which the burner in sand protruded in the fluid sand from the state of FIG. 2 is each shown.
[0012]
As shown in FIG. 1, in the
[0013]
Further, the in-
[0014]
Further, a
[0015]
Further, the
[0016]
Next, the effect | action of the
[0017]
In the next stage, the
[0018]
The last stage is a state in which the
[0019]
When the rise of the temperature of the
[0020]
【The invention's effect】
According to the sand-in-burner of the present invention, since the first in / out operation means capable of intruding into the fluidized sand is provided, the tip side of the sand-in-burner is not burned or worn, and the fluidized bed incinerator is provided. Long-term continuous operation is possible without stopping. And since the life of the burner in sand is extended, the labor for replacement is reduced, and the cost for replacing parts is also reduced.
[0021]
Further, since the second burn-in / out operation means capable of swaging the sand burner and the inner sleeve in the fluid sand is provided, in addition to the effects of the invention, the sand burner appears and disappears in the fluid sand while being protected by the inner sleeve. It is possible to prevent unnecessary burning and wear due to the fluidized sand of the burner in the sand and to increase the distance of the burner in the sand into the fluidized sand.
[0022]
In addition to the effects of any of the above inventions, the lid of the sand burner is provided with a lid formed in the shape of a wedge that can be opened and closed by the first intrusion operation means of the sand burner on the tip side of the inner sleeve. Fluid sand does not enter the inside of the inner sleeve where the portion from the distal end side to the proximal end side is located. The inner sleeve can protrude into the fluidized sand without resistance by the wedge-shaped lid, and the sand burner also pushes up the wedge-shaped lid of the inner sleeve by the first retracting operation means of the sand burner, Can protrude without resistance. In addition, even if the sand burner is damaged, the lid on the guide sleeve tip side is closed, so fluid sand does not enter the guide sleeve even during fluidized bed incinerator operation. Can be extracted, repaired or replaced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a sand burner for a fluidized bed incinerator according to the present invention, in a state where the sand burner and the inner sleeve are submerged from the fluidized bed incinerator.
2 is a cross-sectional view of the fluidized bed incinerator sand burner of the same embodiment as in FIG. 1, with the sand burner and inner sleeve protruding from the state of FIG. 1 into the fluidized sand.
3 is a cross-sectional view of the fluidized bed incinerator sand burner of the same example as in FIG. 1, with the sand burner protruding into the fluidized sand from the state of FIG. 2;
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a burner in sand for a fluidized bed incinerator according to the prior art.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
16 Spraying air (spraying medium)
18 First in / out operation means 21 Guide sleeve (inner sleeve)
22
33 Second appearance operation means 37
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