JP7199235B2 - Combustion furnace and its starting method - Google Patents
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Description
本発明は、ごみ等を燃焼する燃焼炉及びその起動方法に関する。 The present invention relates to a combustion furnace for burning refuse and the like and a method for starting the same.
近年、化石燃料の代替として炭化燃料を利用することが提案されている。炭化燃料は、バイオマス資源が乾燥され、乾燥したバイオマス資源が低酸素雰囲気で加熱・熱分解され、生成した炭化物が冷却されてなるものである。冷却された炭化物が、自己発熱防止のために加湿されることもある。炭化燃料は、粉状・粒状を呈し、低品位の石炭に匹敵する発熱量を有する。特許文献1,2では、炭化燃料を利用した燃焼炉が開示されている。 In recent years, it has been proposed to use carbonized fuel as an alternative to fossil fuels. Carbonized fuel is obtained by drying biomass resources, heating and pyrolyzing the dried biomass resources in a low-oxygen atmosphere, and cooling the resulting carbide. The cooled char may be humidified to prevent self-heating. Carbonized fuel is powdery and granular, and has a calorific value comparable to that of low-grade coal. Patent Documents 1 and 2 disclose combustion furnaces using carbonized fuel.
特許文献1のストーカ式ごみ焼却炉は、乾燥域、主燃焼域及び後燃焼域から成る燃焼室を有し、低質ごみを乾燥域に供給された炭化燃料とともに焼却する。このように、低質ごみとともに炭化燃料を焼却することにより、低質ごみの性状の変動を吸収し、高温且つ安定した低質ごみの焼却が図られている。 The stoker-type waste incinerator of Patent Document 1 has a combustion chamber consisting of a dry zone, a main combustion zone and a post-combustion zone, and incinerates low-quality waste together with carbonized fuel supplied to the dry zone. By incinerating the carbonized fuel together with the low-quality garbage in this way, fluctuations in the properties of the low-quality garbage are absorbed, and the low-quality garbage is incinerated stably at a high temperature.
また、特許文献2の炭化処理設備に設けられた汚泥焼却炉では、助燃燃料としての化石燃料が不足する場合に、同設備に設けられた炭化炉で生成された炭化燃料が供給される。このように、炭化燃料を助燃燃料の一部として利用することによって、化石燃料の使用量の増加が防止されている。 Further, in the sludge incinerator provided in the carbonization treatment facility of Patent Document 2, when the fossil fuel as the auxiliary fuel is insufficient, the carbonized fuel generated in the carbonization furnace provided in the facility is supplied. In this way, the use of carbonized fuel as part of the auxiliary fuel prevents an increase in the amount of fossil fuel used.
図7は、従来のごみ焼却炉の起動運転時の燃料供給量と炉内温度のトレンドグラフである。図7に示すように、従来、一般的な都市ごみ焼却炉では、起動運転時(立上げ時)に、灯油や重油などの化石燃料を助燃燃料として炉内へ供給して、化石燃料の燃焼により炉内温度をごみの燃焼温度T3(約850℃程度)の手前の温度T2まで昇温させた後に、炉内温度が燃焼温度T3で安定してからごみ投入を開始して定常運転に移行する。また、炉内温度がごみの燃焼温度T3に到達する前に、発熱量の高いプラスチック類や乾燥木などを燃焼させて、炉内温度を上昇させることもある。 FIG. 7 is a trend graph of fuel supply amount and in-furnace temperature during start-up operation of a conventional refuse incinerator. As shown in FIG. 7, conventionally, in general municipal waste incinerators, fossil fuels such as kerosene and heavy oil are supplied into the furnace as auxiliary fuels during start-up (at the time of start-up) to burn fossil fuels. After the furnace temperature is raised to a temperature T2 just before the combustion temperature T3 (about 850°C) of the waste, after the furnace temperature stabilizes at the combustion temperature T3, the waste is started to be fed and the steady operation is started. do. In addition, before the temperature inside the furnace reaches the combustion temperature T3 of the refuse, the temperature inside the furnace may be raised by burning plastics or dried wood having a high heat value.
特許文献1,2に記載の通り、炉の定常運転時に助燃燃料の一部として炭化燃料が用いられることがあるが、上記の通り、炉の起動運転時には発熱量の大きい化石燃料が用いられる。炉の起動運転時においても炭化燃料を化石燃料の代替燃料として使用することが考え得るが、炉内温度が不安定な起動運転時に炭化燃料を単純に炉内へ供給するだけでは炭化燃料が良好に着火・燃焼せず、起動時間が長くなったり、炉床で未燃分が仮焼したりするおそれがあるばかりか、不完全燃焼によって排気ガスにCOなどの不適成分が含まれるおそれがある。 As described in Patent Documents 1 and 2, carbonized fuel may be used as part of the combustion support fuel during steady-state operation of the furnace, but as described above, fossil fuel with a large calorific value is used during start-up operation of the furnace. It is conceivable to use carbonized fuel as an alternative fuel to fossil fuel even during startup operation of the furnace. There is a risk that the start-up time will be longer, and unburned components will calcine in the hearth, and incomplete combustion may include inappropriate components such as CO in the exhaust gas. .
本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その目的は、炭化燃料を利用して燃焼炉を良好に起動する技術を提案する。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to propose a technique for properly starting a combustion furnace using carbonized fuel.
本発明の一態様に係る燃焼炉の起動方法は、
燃焼炉の炉内へ化石燃料を供給して、前記化石燃料の燃焼により炉内温度を炭化燃料の着火温度まで上昇させるステップ、及び、
前記化石燃料の供給量を低減するとともに前記炭化燃料を前記化石燃料と混合するように前記炉内へ供給して、前記化石燃料及び前記炭化燃料の混焼により前記炉内温度を前記着火温度より高く被燃焼物の燃焼温度以下の所定の切替温度まで上昇させるステップ、を含むものである。
A method for starting a combustion furnace according to one aspect of the present invention comprises:
supplying fossil fuel into the furnace of a combustion furnace, and burning the fossil fuel to raise the furnace temperature to the ignition temperature of the carbonized fuel;
Reducing the supply amount of the fossil fuel and supplying the carbonized fuel to the furnace so as to be mixed with the fossil fuel, and increasing the furnace temperature above the ignition temperature by co-firing the fossil fuel and the carbonized fuel increasing to a predetermined switching temperature below the combustion temperature of the combustible material.
本発明の一態様に係る燃焼炉は、
炉内へ化石燃料を第1の燃焼空気とともに噴出する化石燃料バーナと、
前記化石燃料バーナから噴出する前記化石燃料と混合するように前記炉内へ炭化燃料を第2の燃焼空気とともに噴出する炭化燃料バーナと、
炉内温度を検出する炉内温度センサと、
前記炉内温度に基づいて前記化石燃料バーナからの化石燃料供給量及び前記炭化燃料バーナからの炭化燃料供給量を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、起動運転時に、前記化石燃料供給量を増加して、前記化石燃料の燃焼により前記炉内温度を前記炭化燃料の着火温度まで上昇させてから、前記化石燃料供給量を低減するとともに前記炭化燃料供給量を増加して、前記化石燃料及び前記炭化燃料の混焼により前記炉内温度を前記着火温度より高く被燃焼物の燃焼温度以下の所定の切替温度まで上昇させるように構成されているものである。
A combustion furnace according to one aspect of the present invention includes:
a fossil fuel burner for ejecting fossil fuel into the furnace together with the first combustion air;
a carbonized fuel burner for ejecting carbonized fuel together with secondary combustion air into the furnace to mix with the fossil fuel ejected from the fossil fuel burner;
a furnace temperature sensor that detects the temperature in the furnace;
A control device for controlling a fossil fuel supply amount from the fossil fuel burner and a carbonized fuel supply amount from the carbonized fuel burner based on the furnace temperature,
The control device increases the fossil fuel supply amount during startup operation, increases the furnace temperature to the ignition temperature of the carbonized fuel by burning the fossil fuel, and then reduces the fossil fuel supply amount. and increasing the supply amount of the carbonized fuel, and by co-firing the fossil fuel and the carbonized fuel, the furnace temperature is raised to a predetermined switching temperature that is higher than the ignition temperature and lower than the combustion temperature of the combustible material. There is.
上記燃焼炉及びその起動方法では、化石燃料の専焼により炉内温度を炭化燃料の着火温度まで上昇させてから、化石燃料と炭化燃料との混焼に切り替わる。これにより、炉内が炭化燃料の着火温度となってから炉内に供給された炭化燃料は速やかに着火して燃焼する。更に、炭化燃料は化石燃料と混合するように炉内へ供給されるので、炉内温度が不安定な起動運転時であっても、確実且つ速やかに炭化燃料が着火して燃焼する。よって、炉内へ供給された炭化燃料の不完全燃焼を防ぐことができる。また、炉内へ供給された炭化燃料は速やかに燃焼するので、炭化燃料の供給量を調整することにより、化石燃料の専焼で炉内を燃焼温度に上昇させるのと同等の発熱量を同等の時間で得ることができる。このようにして、化石燃料の使用量の低減と、炭化燃料を利用した良好な炉の起動とを実現することができる。 In the above-described combustion furnace and its starting method, after the temperature in the furnace is raised to the ignition temperature of the carbonized fuel by the single combustion of the fossil fuel, the combustion is switched to the mixed combustion of the fossil fuel and the carbonized fuel. As a result, after the inside of the furnace reaches the ignition temperature of the carbonized fuel, the carbonized fuel supplied into the furnace quickly ignites and burns. Furthermore, since the carbonized fuel is supplied into the furnace so as to be mixed with the fossil fuel, the carbonized fuel is reliably and quickly ignited and burned even during start-up operation when the temperature in the furnace is unstable. Therefore, incomplete combustion of the carbonized fuel supplied into the furnace can be prevented. In addition, since the carbonized fuel supplied into the furnace burns quickly, by adjusting the supply amount of the carbonized fuel, the same calorific value as raising the combustion temperature in the furnace by single combustion of fossil fuel can be obtained. can be obtained in time. In this way, a reduction in the amount of fossil fuel used and good furnace start-up using carbonized fuel can be achieved.
本発明によれば、炭化燃料を利用して燃焼炉を良好に起動する技術を提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the technique of starting a combustion furnace satisfactorily using carbonized fuel can be provided.
次に、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る燃焼炉1を含むごみ焼却システム100の全体的な構成を示す概略図である。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram showing the overall configuration of a
図1に示す燃焼炉1は、ストーカ式ごみ焼却炉である。燃焼炉1の炉内には、一次燃焼室21と、一次燃焼室21の後流側に設けられた二次燃焼室22とが設けられている。燃焼炉1は、ごみを炉内に供給する投入ホッパ31と、ごみを炉内の一次燃焼室21へ送り出す給じん装置32と、一次燃焼室21内においてごみを移動させるストーカ式搬送装置33とを備える。ストーカ式搬送装置33は、ごみの流れの上流側から下流側に向かって乾燥ストーカ33a、燃焼ストーカ33b、及び後燃焼ストーカ33cを有する。後燃焼ストーカ33cの下流側には、灰排出口34が設けられている。
A combustion furnace 1 shown in FIG. 1 is a stoker-type waste incinerator. A
一次燃焼室21には、ストーカ式搬送装置33の各ストーカ33a,33b,33cを通じてその下方から一次空気51が供給される。一次燃焼室21の天井から一次燃焼室21内へ向けて、二次空気52が供給される。また、一次燃焼室21内には、起動バーナ4、及び、助燃バーナ35が設けられている。二次燃焼室22には、炉内温度を検出する炉内温度センサ36が設けられている。
上記構成の燃焼炉1では、投入ホッパ31から一次燃焼室21の入口に投入されたごみが、給じん装置32によって乾燥ストーカ33a上へ押し出される。ごみは、乾燥ストーカ33aで搬送されるうちに乾燥して着火点近傍まで加熱される。乾燥したごみは、燃焼ストーカ33bで搬送されるうちに着火し、着火したごみの一部は熱分解して、可燃性の熱分解ガスを発生する。この熱分解ガスは、一次空気51に同伴して一次燃焼室21の上部へ移動して、二次空気52と共に燃焼する。着火したごみの残部は後燃焼ストーカ33cで搬送されるうちに燃焼し、燃焼後に残った焼却灰は灰排出口34から排出され、図示しない灰処理設備へ送られる。一次燃焼室21の燃焼排ガスは、一次燃焼室21の下流側の天井部分から吹き出す二次空気52と混合され、二次燃焼室22で完全燃焼する。
In the combustion furnace 1 configured as described above, the dust introduced from the introduction hopper 31 into the entrance of the
二次燃焼室22と連続された煙道23には、煙道23を流れる燃焼排ガスから熱エネルギーを回収するボイラ2が構成されている。煙道23の壁にはボイラドラム24と接続された水管が張り巡らされている。また、ボイラドラム24は、煙道23に設置された伝熱管25,26と接続されている。伝熱管25,26を通じて燃焼排ガスの熱を回収することにより過熱された蒸気は、図示されない発電設備へ送られて発電に利用される。
A
ボイラ2を通過した燃焼排ガスは、煙道23と接続された排気ライン8へ排出される。排気ライン8には、集塵器81や誘引通風機82などが設けられている。ボイラ2から出た燃焼排ガスは、集塵器81でダストが分離された後、煙突83から大気へ排出される。
The flue gas that has passed through the boiler 2 is discharged to an exhaust line 8 connected to the
排気ライン8の集塵器81より下流側且つ誘引通風機82より上流側には、排気再循環ライン(以下、「EGRライン9」と称する)が接続されている。EGRライン9は、燃焼炉1の燃焼排ガスの一部を燃焼炉1の炉内へ戻す、燃焼排ガスの流路である。本実施形態においては、燃焼排ガスを起動バーナ4へ送るバーナ供給ライン92がEGRライン9から分岐している。
An exhaust gas recirculation line (hereinafter referred to as “
〔起動バーナ4の構成〕
図2は、化石燃料バーナ41及び炭化燃料バーナ42を含む起動バーナ4の構成を示す図である。図2に示す起動バーナ4は、化石燃料バーナ41及び炭化燃料バーナ42を含む。なお、助燃バーナ35も、起動バーナ4と同様に化石燃料バーナ41及び炭化燃料バーナ42を含んでいてもよい。
[Configuration of start burner 4]
FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the starting
化石燃料バーナ41は、重油や灯油などの化石燃料F1を噴出する化石燃料ノズル41aと、燃焼空気A1を噴出するエアノズル41bとを有する。本実施形態に係る化石燃料バーナ41では、化石燃料ノズル41aを包囲するようにエアノズル41bが設けられている。但し、化石燃料バーナ41の構成はこれに限定されない。
The
化石燃料バーナ41から炉内への化石燃料F1の供給量(以下、「化石燃料供給量f1」と称する)は、化石燃料ノズル41aと接続された化石燃料供給量調整弁45で調整できる。また、燃焼空気A1の流量は、エアノズル41bと接続された燃焼空気調整弁46で調整できる。燃焼空気A1の流量は、化石燃料供給量f1に対し好適な空燃比となるように調整される。
The amount of fossil fuel F1 supplied from the
炭化燃料バーナ42は、炭化燃料F2と燃焼空気A2の混合気(即ち、燃焼空気A2で気流搬送された炭化燃料F2)を吹き出す炭化燃料ノズル42aを有する。炭化燃料ノズル42aから吹き出す燃焼空気A2は、外部から取り込んだ空気であってもよいが、EGRライン9及びバーナ供給ライン92を通じて供給される燃焼排ガスであることが望ましい。燃焼排ガスは外部から取り込んだ空気よりも高温である。
The carbonized
炭化燃料バーナ42から炉内への炭化燃料F2の供給量(以下、「炭化燃料供給量f2」と称する)は、炭化燃料ノズル42aと接続された炭化燃料供給量調整弁47で調整できる。燃焼空気A2が燃焼排ガスである場合に、バーナ供給ライン92に設けられたダンパ93(図1、参照)が炭化燃料供給量調整弁47として機能してもよい。
The amount of carbonized fuel F2 supplied from the carbonized
炭化燃料バーナ42から炉内へ供給される炭化燃料F2が、化石燃料バーナ41から炉内へ供給される化石燃料F1と混合し得るように、化石燃料バーナ41及び炭化燃料バーナ42が配置される。例えば、化石燃料バーナ41と炭化燃料バーナ42とは近接して配置される。また、例えば、炭化燃料バーナ42の周囲に化石燃料バーナ41が配置される。また、例えば、化石燃料バーナ41と炭化燃料バーナ42とは、化石燃料F1の吹き出し方向と炭化燃料F2の吹き出し方向とが交差するように配置される。
The
図3は、化石燃料バーナ41及び炭化燃料バーナ42を含む起動バーナ4の変形例の構成を示す図である。図3の変形例に係る起動バーナ4は、化石燃料バーナ41と炭化燃料バーナ42とが複合された混焼バーナである。炭化燃料バーナ42が中心に設けられ、炭化燃料バーナ42を包囲するように化石燃料バーナ41が設けられている。より詳細には、炭化燃料F2及び燃焼空気A2の混合気を吹き出す炭化燃料ノズル42aの外周側に、化石燃料F1を吹き出す複数の化石燃料ノズル41aが環状に配置されており、化石燃料ノズル41aの環状列の外周側にエアノズル41bが配置されている。エアノズル41bは、複数のノズルが環状に配置されたものであってもよいし、環状の流路を有する1つのノズルであってもよい。
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a modification of the starting
化石燃料供給量調整弁45、燃焼空気調整弁46、炭化燃料供給量調整弁47、及び炉内温度センサ36は、制御装置6と電気的に接続されている。制御装置6は、炉内温度センサ36で検出された炉内温度に基づいて、化石燃料供給量調整弁45、燃焼空気調整弁46、及び炭化燃料供給量調整弁47の開度を変化させることにより、化石燃料供給量f1、燃焼空気供給量、及び、炭化燃料供給量f2を調整する。
The fossil fuel supply
制御装置6は、PLC(プログラマブルコントローラ)などの、一種のコンピュータとして具現化されてよい。制御装置6は、CPU、MPU、GPUなどで構成されたプロセッサと、揮発性及び不揮発性のメモリとを備える(いずれも図示略)。プロセッサは、メモリに格納された各種プログラムを読み出して実行することで、制御装置6の機能を実現する処理を行う。
The
〔燃焼炉1の起動運転〕
ここで、燃焼炉1の起動運転(立ち上げ)について説明する。図4は、燃焼炉1の起動運転時の制御のフローチャートであり、図5は、燃焼炉1の起動運転時の燃料供給量(化石燃料供給量f1及び炭化燃料供給量f2)と炉内温度のトレンドグラフである。
[Startup operation of combustion furnace 1]
Here, the start-up operation (start-up) of the combustion furnace 1 will be described. FIG. 4 is a flow chart of the control during startup operation of the combustion furnace 1, and FIG. is a trend graph of
制御装置6は、起動指令を受けて(ステップS1でYES)、燃焼炉1の起動運転を開始する。先ず、制御装置6は、起動バーナ4で化石燃料F1を燃焼させる(ステップS2)。具体的には、制御装置6は、化石燃料供給量調整弁45の開度を大きくして、起動バーナ4からの化石燃料供給量f1を増加させるとともに、燃焼空気調整弁46の開度を大きくして、化石燃料供給量f1に応じた流量の燃焼空気A1を流す。
The
図5に示すように、炉内に化石燃料F1が供給されて化石燃料F1の燃焼が始まると、炉内温度が上昇する。制御装置6は、炉内温度センサ36で検出される炉内温度を監視する。
As shown in FIG. 5, when the fossil fuel F1 is supplied into the furnace and combustion of the fossil fuel F1 begins, the temperature inside the furnace rises. The
炉内温度が炭化燃料F2の着火温度T1以上となれば(ステップS3でYES)、起動バーナ4で化石燃料F1及び炭化燃料F2を混焼させる(ステップS4)。具体的には、制御装置6は、化石燃料供給量調整弁45の開度を小さくして、起動バーナ4からの化石燃料供給量f1を減少させるとともに、炭化燃料供給量調整弁47の開度を大きくして、起動バーナ4からの炭化燃料供給量f2を増加させる。燃焼空気調整弁46の開度が調整されることによって、起動バーナ4の周囲が適切な空燃比となるように、燃焼空気A1の流量が調整される。なお、炭化燃料F2の着火温度T1は、炭化燃料F2の成分によっても異なるが、300~400℃程度である。
If the furnace temperature reaches the ignition temperature T1 of the carbonized fuel F2 or higher (YES in step S3), the starting
炉内に化石燃料F1及び炭化燃料F2が供給されて化石燃料F1及び炭化燃料F2の燃焼が始まると、炉内温度が更に上昇する。図5の起動運転時の炉内温度トレンドと図7の従来の起動運転時の炉内温度トレンドとを対応させるために、化石燃料供給量f1の減少分に対応する発熱量を炭化燃料F2で補うように、炭化燃料供給量f2が定められてよい。また、化石燃料F1の発熱量と炭化燃料F2の発熱量とが概ね同じ(即ち、化石燃料F1の発熱量:炭化燃料F2の発熱量≒1:1)となるように、化石燃料供給量f1と炭化燃料供給量f2とが定められてもよい。 When the fossil fuel F1 and the carbonized fuel F2 are supplied into the furnace and the combustion of the fossil fuel F1 and the carbonized fuel F2 starts, the temperature in the furnace further rises. In order to make the in-furnace temperature trend during start-up operation shown in FIG. 5 correspond to the in-furnace temperature trend during conventional start-up operation shown in FIG. The carbonized fuel supply amount f2 may be determined so as to compensate. Further, the fossil fuel supply amount f1 is adjusted so that the calorific value of the fossil fuel F1 and the calorific value of the carbonized fuel F2 are approximately the same (that is, the calorific value of the fossil fuel F1: the calorific value of the carbonized fuel F2≈1:1). and carbonized fuel supply amount f2 may be determined.
炉内温度が所定の切替温度T2となれば(ステップS5でYES)、起動バーナ4を化石燃料F1の専焼に切り替える(ステップS6)。具体的には、制御装置6は、化石燃料供給量調整弁45の開度を維持しながら、炭化燃料供給量調整弁47の開度を小さくして(又は、閉じて)、起動バーナ4からの炭化燃料供給量f2を減少させる。ここで、化石燃料供給量f1は、燃焼を安定させるために、ごみのごみ質の変動を吸収できる程度であればよい。また、炭化燃料供給量f2をゼロとして化石燃料F1の専焼に切り替えるが、炭化燃料供給量f2をゼロとせずに炭化燃料F2を燃焼するようにしてもよい。切替温度T2は、炭化燃料F2の着火温度T1よりも高く、ごみの燃焼温度T3(850℃程度)以下の温度である。切替温度T2は、例えば、600~700℃程度であってよい。
When the furnace temperature reaches the predetermined switching temperature T2 (YES in step S5), the starting
以上に説明したように、本実施形態の燃焼炉1は、炉内へ化石燃料F1を第1の燃焼空気A1とともに噴出する化石燃料バーナ41と、化石燃料バーナ41から噴出する化石燃料F1と混合するように炉内へ炭化燃料F2を第2の燃焼空気A2とともに噴出する炭化燃料バーナ42と、炉内温度を検出する炉内温度センサ36と、炉内温度に基づいて化石燃料バーナ41からの化石燃料供給量f1及び炭化燃料バーナ42からの炭化燃料供給量f2を制御する制御装置6とを備える。制御装置6は、起動運転時に、化石燃料供給量f1を増加して、化石燃料F1の燃焼により炉内温度を炭化燃料F2の着火温度T1まで上昇させてから、化石燃料供給量f1を低減するとともに炭化燃料供給量f2を増加して、化石燃料F1及び炭化燃料F2の混焼により炉内温度を着火温度T1より高く被燃焼物の燃焼温度T3以下の所定の切替温度T2まで上昇させるように構成されている。
As described above, the combustion furnace 1 of the present embodiment includes the
同様に、本実施形態に係る燃焼炉1の起動方法は、燃焼炉1の炉内へ化石燃料F1を供給して、化石燃料F1の燃焼により炉内温度を炭化燃料F2の着火温度T1まで上昇させるステップ、及び、化石燃料F1の供給量を低減するとともに炭化燃料F2を化石燃料F1と混合するように炉内へ供給して、化石燃料F1及び炭化燃料F2の混焼により炉内温度を着火温度T1より高く被燃焼物の燃焼温度T3以下の所定の切替温度T2まで上昇させるステップ、を含む。 Similarly, in the method for starting the combustion furnace 1 according to the present embodiment, the fossil fuel F1 is supplied into the furnace of the combustion furnace 1, and the combustion of the fossil fuel F1 raises the furnace temperature to the ignition temperature T1 of the carbonized fuel F2. and reducing the supply amount of the fossil fuel F1 and supplying the carbonized fuel F2 into the furnace so as to be mixed with the fossil fuel F1, and by co-firing the fossil fuel F1 and the carbonized fuel F2, the furnace temperature is reduced to the ignition temperature increasing to a predetermined switching temperature T2 which is higher than T1 and lower than or equal to the combustion temperature T3 of the combustible material.
上記燃焼炉1及びその起動方法では、化石燃料F1の専焼により炉内温度を炭化燃料F2の着火温度T1まで上昇させてから、化石燃料F1と炭化燃料F2との混焼に切り替わる。炉内が炭化燃料F2の着火温度T1となってから炉内に供給された炭化燃料F2は速やかに着火して燃焼する。更に、炭化燃料F2は化石燃料F1と混合するように炉内へ供給されるので、炉内温度が不安定な起動運転時であっても、炭化燃料F2が高水分・高灰分の低質炭化物であったとしても、確実且つ速やかに炭化燃料F2が着火して燃焼する。よって、炉内へ供給された炭化燃料F2の不完全燃焼を防ぐことができる。炭化燃料F2は低質炭化物に限定されるわけではないが、上記燃焼炉1及びその起動方法によれば、石炭と比較して安価な低質炭化物を炭化燃料F2として利用することが可能となる。 In the combustion furnace 1 and its startup method, the temperature in the furnace is raised to the ignition temperature T1 of the carbonized fuel F2 by mono-firing the fossil fuel F1, and then the combustion is switched to the co-firing of the fossil fuel F1 and the carbonized fuel F2. After the inside of the furnace reaches the ignition temperature T1 of the carbonized fuel F2, the carbonized fuel F2 supplied into the furnace quickly ignites and burns. Furthermore, since the carbonized fuel F2 is supplied into the furnace so as to be mixed with the fossil fuel F1, the carbonized fuel F2 is a low-quality carbide with high moisture content and high ash content even during startup operation when the temperature in the furnace is unstable. Even if there is, the carbonized fuel F2 is reliably and quickly ignited and burned. Therefore, incomplete combustion of the carbonized fuel F2 supplied into the furnace can be prevented. The carbonized fuel F2 is not limited to low-quality carbides, but according to the combustion furnace 1 and its starting method, it is possible to use low-quality carbides, which are cheaper than coal, as the carbonized fuel F2.
また、炉内へ供給された炭化燃料F2は速やかに燃焼するので、炭化燃料供給量f2を調整することにより、化石燃料F1の専焼で炉内を燃焼温度T3に上昇させるのと同等の発熱量を同等の時間で得ることができる。このようにして、化石燃料F1の使用量の低減と、炭化燃料F2を利用した良好な炉の起動とを実現することができる。 In addition, since the carbonized fuel F2 supplied into the furnace burns quickly, by adjusting the carbonized fuel supply amount f2, the calorific value equivalent to raising the inside of the furnace to the combustion temperature T3 by burning the fossil fuel F1 alone. can be obtained in the same amount of time. In this way, it is possible to realize a reduction in the amount of fossil fuel F1 used and a good start-up of the furnace using carbonized fuel F2.
また、本実施形態に係る燃焼炉1では、上記の第2の燃焼空気A2が、炉内からの燃焼排ガスの一部である。同様に、本実施形態に係る燃焼炉1の起動方法では、炭化燃料F2を燃焼炉1の燃焼排ガスとともに炉内へ供給する。 Further, in the combustion furnace 1 according to the present embodiment, the second combustion air A2 is part of the combustion exhaust gas from the inside of the furnace. Similarly, in the method for starting the combustion furnace 1 according to the present embodiment, the carbonized fuel F2 is supplied into the combustion furnace 1 together with the flue gas.
燃焼炉1の燃焼排ガスは、外部から取り込んだ空気よりも高温である。このように高温の燃焼空気A2に同伴して炭化燃料F2を炉内に供給することにより、炉内温度の低減を抑制し、また、炭化燃料F2の着火・燃焼が促進される。 The combustion exhaust gas of the combustion furnace 1 has a higher temperature than the air taken in from the outside. By supplying the carbonized fuel F2 into the furnace together with the high-temperature combustion air A2 in this way, the temperature in the furnace is suppressed from decreasing, and the ignition and combustion of the carbonized fuel F2 are promoted.
また、上記燃焼炉1において、化石燃料バーナ41及び炭化燃料バーナ42は、炭化燃料バーナ42の周囲に化石燃料バーナ41が配置された混焼バーナとして構成されていてよい。
In the combustion furnace 1 , the
これにより、化石燃料バーナ41から炉内へ供給された化石燃料F1と炭化燃料バーナ42から炉内へ供給された炭化燃料F2とが確実に混合する。そして、化石燃料F1の燃焼により高温となったところに炭化燃料F2が供給されるので、炭化燃料F2の着火及び燃焼が促される。
As a result, the fossil fuel F1 supplied into the furnace from the
以上に本発明の好適な実施の形態を説明したが、本発明の思想を逸脱しない範囲で、上記実施形態の具体的な構造及び/又は機能の詳細を変更したものも本発明に含まれ得る。上記の構成は、例えば、以下のように変更することができる。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention may include modifications of the details of the specific structures and/or functions of the above embodiments without departing from the spirit of the present invention. . For example, the above configuration can be modified as follows.
例えば、上記実施形態において燃焼炉1はストーカ式ごみ焼却炉であるが、燃焼炉1の被焼却物は、ごみに限定されない。 For example, in the above-described embodiment, the combustion furnace 1 is a stoker-type waste incinerator, but the material to be incinerated in the combustion furnace 1 is not limited to garbage.
また、例えば、上記実施形態において燃焼炉1はストーカ式ごみ焼却炉であるが、本発明に係る燃焼炉1は流動床炉などの起動時に化石燃料を使用する燃焼炉に広く適用することができる。以下では、本発明に係る燃焼炉を流動床炉に適用させた変形例1を説明する。 Further, for example, in the above embodiment, the combustion furnace 1 is a stoker-type waste incinerator, but the combustion furnace 1 according to the present invention can be widely applied to combustion furnaces such as fluidized bed furnaces that use fossil fuels at startup. . Modification 1 in which the combustion furnace according to the present invention is applied to a fluidized bed furnace will be described below.
図6は、変形例1に係る燃焼炉101の構成を示す概略図である。図6に示す燃焼炉101は、流動床式ごみ焼却炉である。燃焼炉101の炉内には、一次燃焼室121及び二次燃焼室122が形成されている。炉内底部には、流動層134が設けられている。燃焼炉101は、ごみが投入される投入ホッパ131と、ごみを炉内の一次燃焼室121へ送り出す給じん装置132とを備える。流動層134の下部からは流動用空気151が供給される。一次燃焼室121内には、起動バーナ104及び助燃バーナ135が設けられている。また、炉内の一次燃焼室121と二次燃焼室122との境界付近には二次空気152が供給される。二次燃焼室122には、炉内温度を検出する炉内温度センサ136が設けられている。
FIG. 6 is a schematic diagram showing the configuration of a
上記構成の燃焼炉101においても、前述の実施形態と同様に、起動バーナ104は、化石燃料バーナ41と炭化燃料バーナ42とを備える。そして、前述の実施形態と同様に、炉の起動運転時に、起動バーナ104(及び/又は助燃バーナ135)が、炉内温度に基づいて化石燃料F1の専焼、化石燃料F1と炭化燃料F2の混焼、化石燃料F1の専焼の順に切り替えられてよい。
Also in the
1,101 :燃焼炉
2 :ボイラ
4,104 :起動バーナ
6 :制御装置
8 :排気ライン
9 :EGRライン
21,121 :一次燃焼室
22122, :二次燃焼室
23 :煙道
24 :ボイラドラム
25,26 :伝熱管
31,131 :投入ホッパ
32,132 :給じん装置
33 :ストーカ式搬送装置
33a,33b,33c :ストーカ
34 :灰排出口
35,135 :助燃バーナ
36,136 :炉内温度センサ
41 :化石燃料バーナ
41a :化石燃料ノズル
41b :エアノズル
42 :炭化燃料バーナ
42a :炭化燃料ノズル
45 :化石燃料供給量調整弁
46 :燃焼空気調整弁
47 :炭化燃料供給量調整弁
81 :集塵器
82 :誘引通風機
83 :煙突
92 :バーナ供給ライン
93 :ダンパ
100 :焼却システム
134 :流動層
Reference Signs List 1, 101: combustion furnace 2:
Claims (7)
前記燃焼炉の炉内へ化石燃料を供給して、前記化石燃料の燃焼により炉内温度を炭化燃料の着火温度まで上昇させるステップ、
前記化石燃料の供給量を低減するとともに前記炭化燃料を前記化石燃料と混合するように前記炉内へ供給して、前記化石燃料及び前記炭化燃料の混焼により前記炉内温度を前記着火温度より高く前記被燃焼物の燃焼温度以下の所定の切替温度まで上昇させるステップ、を含む、
燃焼炉の起動方法。 A method for starting a combustion furnace that burns a combustible material,
A step of supplying a fossil fuel into the furnace of the combustion furnace and increasing the temperature in the furnace to the ignition temperature of the carbonized fuel by burning the fossil fuel;
Reducing the supply amount of the fossil fuel and supplying the carbonized fuel to the furnace so as to be mixed with the fossil fuel, and increasing the furnace temperature above the ignition temperature by co-firing the fossil fuel and the carbonized fuel raising to a predetermined switching temperature below the combustion temperature of the combustible material,
How to start a combustion furnace.
請求項1に記載の燃焼炉の起動方法。 supplying the carbonized fuel into the furnace together with flue gas of the combustion furnace;
The method for starting a combustion furnace according to claim 1.
炉内へ化石燃料を第1の燃焼空気とともに噴出する化石燃料バーナと、
前記化石燃料バーナから噴出する前記化石燃料と混合するように前記炉内へ炭化燃料を第2の燃焼空気とともに噴出する炭化燃料バーナと、
炉内温度を検出する炉内温度センサと、
前記炉内温度に基づいて前記化石燃料バーナからの化石燃料供給量及び前記炭化燃料バーナからの炭化燃料供給量を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、起動運転時に、前記化石燃料供給量を増加して、前記化石燃料の燃焼により前記炉内温度を前記炭化燃料の着火温度まで上昇させてから、前記化石燃料供給量を低減するとともに前記炭化燃料供給量を増加して、前記化石燃料及び前記炭化燃料の混焼により前記炉内温度を前記着火温度より高く前記被燃焼物の燃焼温度以下の所定の切替温度まで上昇させるように構成されている、
燃焼炉。 A combustion furnace for burning a combustible material,
a fossil fuel burner for ejecting fossil fuel into the furnace together with the first combustion air;
a carbonized fuel burner for ejecting carbonized fuel together with secondary combustion air into the furnace to mix with the fossil fuel ejected from the fossil fuel burner;
a furnace temperature sensor that detects the temperature in the furnace;
A control device for controlling a fossil fuel supply amount from the fossil fuel burner and a carbonized fuel supply amount from the carbonized fuel burner based on the furnace temperature,
The control device increases the fossil fuel supply amount during startup operation, increases the furnace temperature to the ignition temperature of the carbonized fuel by burning the fossil fuel, and then reduces the fossil fuel supply amount. and increasing the supply amount of the carbonized fuel, and by co-firing the fossil fuel and the carbonized fuel, the furnace temperature is raised to a predetermined switching temperature that is higher than the ignition temperature and lower than the combustion temperature of the combustible material has been
combustion furnace.
請求項3に記載の燃焼炉。 the second combustion air is part of flue gas from within the furnace;
Combustion furnace according to claim 3.
請求項3又は4に記載の燃焼炉。 The fossil fuel burner and the carbonized fuel burner are configured as a mixed combustion burner in which the fossil fuel burner is arranged around the carbonized fuel burner,
A combustion furnace according to claim 3 or 4.
請求項1又は2に記載の燃焼炉の起動方法。3. The method for starting a combustion furnace according to claim 1 or 2.
請求項3又は4に記載の燃焼炉。A combustion furnace according to claim 3 or 4.
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