JP7240870B2 - 燃焼バーナ収容装置及びダミーポート閉塞方法 - Google Patents

Description

本発明は、燃焼バーナ収容装置及びダミーポート閉塞方法に関する。

石炭焚きボイラなどの大型のボイラは、中空形状をなして鉛直方向に設置される火炉を有し、この火炉壁に複数の燃焼バーナが周方向に沿って配設されている。また、石炭焚きボイラは、火炉の鉛直方向上方に煙道が連結されており、この煙道に蒸気を生成し過熱するための熱交換器が配置されている。そして、燃焼バーナが火炉内に燃料と空気との混合気を噴射することで火炎が形成され、燃焼ガスが生成されて煙道に流れる。燃焼ガスが、熱交換器を構成する伝熱管内を流れる水や蒸気と熱交換して加熱することで過熱蒸気が生成される。

燃焼バーナは、火炉壁に設けられる風箱のバーナポートに収容されている。燃焼バーナのメンテナンスを行う場合、燃焼バーナをバーナポートから抜き出し、必要な作業を行った後、当該燃焼バーナをバーナポートに再設置挿入する。燃焼バーナは性能上必要な設置間隔が求められており、一方で各バーナポートの高さも性能上またはメンテナンス上適正な高さが求められている。この場合、風箱の各バーナポート間に不要な空間が生じることがある。この不要となったバーナポートは、例えばＳＵＳ等で形成された多孔板が火炉内側の高温の燃焼ガス雰囲気からダミーポートを覆うように設けられている（例えば、特許文献１参照）。

特許第３８３６０３１号公報

上記のダミーポートでは、火炉内の輻射熱が伝達され、多孔板の温度が上昇する。特許文献１の構成において、ダミーポートを塞ぐ多孔板は一枚で構成されて形成されているため、多孔板の中央部と周縁部との間で火炉内からの輻射熱と多孔板周縁部からの伝熱による温度分布が形成される場合がある。この場合、多孔板の中央部と周縁部との間の温度差により多孔板が変形し、ダミーポートの閉塞性が低下する可能性がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、ダミーポートの閉塞性の低下を抑制することが可能な燃焼バーナ収容装置及びダミーポート閉塞方法を提供することを目的とする。

本発明に係る燃焼バーナ収容装置は、火炉壁に配置される風箱と、前記風箱に設けられ、燃焼バーナを収容可能なバーナポートと、前記風箱において前記バーナポートに隣接して設けられ、壁部で囲まれた内部空間を有するダミーポートと、を備え、前記ダミーポートは、前記内部空間の少なくとも一部の領域を仕切ることで前記内部空間が区画される仕切板と、前記仕切板で区画された領域ごとに設けられ、前記火炉壁の内側から見て前記壁部及び前記仕切板との領域に隙間を空けた状態で前記ダミーポートを閉塞する金属板と、を有する。

従って、仕切板により仕切られて区画された複数の領域毎に金属板が配置されるため、１枚で構成される金属板を配置する場合に比べて金属板１枚当たりの寸法（面積）が小さくなる。これにより、金属板の熱伸び量が小さくなり、変形が抑制される。また、金属板と壁部との隙間に加えて、金属板と仕切板との間にも隙間が形成されるため、ダミーポートを通風するよう供給される小流量の燃焼用空気が当該隙間を通過することにより金属板の冷却を促進させることができて、金属板の熱伸び変形がさらに抑制できる。これにより、ダミーポート内部への燃焼ガスおよび輻射熱の侵入を低減し、金属板の熱伸び変形による閉塞性の低下を抑制することが可能となる。

また、前記仕切板は、前記火炉内から見て壁部に対して鉛直方向及び水平方向の中央部を含む位置に配置されてもよい。

従って、ダミーポート内において金属板の温度が上昇しやすい中央部分に仕切板が設けられることになるため、仕切り板と金属板の隙間を通過する燃焼用空気による冷却効果で金属板の温度上昇部分が少なくなり温度分布を抑制できる。これにより、金属板の熱伸び変形による閉塞性の低下を抑制することが可能となる。

また、前記壁部及び前記仕切板にそれぞれ配置され、前記金属板の周縁部を熱伸縮自由となるように支持するストッパを備えてもよい。

従って、金属板を熱伸縮自由となるように支持するストッパが壁部及び仕切板にそれぞれ配置されるため、ストッパが金属板の周縁部を支持することで金属板周縁部と壁部や仕切板との間に隙間が形成される。この隙間を通過する小流量の燃焼用空気の通風により金属板の冷却を促進させる。また、この隙間を設けた状態の金属板が温度上昇による熱膨張した場合でも変形を抑制し、さらには金属板の位置ずれを抑制して金属板周縁部に形成された隙間を確保することができる。

また、前記金属板は、孔状に貫通された多数の貫通孔を備えてもよい。

金属板は、孔状に貫通された多数の貫通孔により、この貫通孔を通過する燃焼用空気の小流量の通風により金属板の冷却を促進され、金属板が温度上昇による熱膨張を抑制し、変形を抑制することができる。

また、前記ダミーポートにおいて前記仕切板で区画された前記領域ごとに設けられ、前記金属板の前記火炉壁の外側面に揺動自由になるように装着されて当該金属板の前記火炉内への脱落を防止する脱落防止装置を備えてもよい。

従って、金属板の火炉壁の外側に揺動自由に装着された脱落防止装置により、金属板の熱伸びによる変形を許容して、金属板を拘束してさらなる変形を助長することなく、金属板が火炉内側に脱落することを確実に防止できる。

また、前記ダミーポートの前記内部空間に挿脱可能に配置され、複数の前記金属板と、前記仕切板と、前記金属板を支持する複数の前記ストッパが一体となるように形成されたフレームと、前記フレームを支持して、前記ダミーポート内に挿脱可能とする支持装置を備えてもよい。

従って、複数の金属板、仕切板、ストッパ及びフレームを支持した状態で支持装置をダミーポートに差し込むことで、各金属板、仕切板、ストッパ及びフレームをダミーポート内に配置することが可能となる。また、複数の金属板、仕切板、ストッパ及びフレームを支持した状態で支持装置をダミーポートから火炉壁から外側へ引き出すことにより、各金属板、仕切板、ストッパ及びフレームを一体で引き出すことが可能となる。これにより、金属板、仕切板、ストッパ及びフレームの設置作業及びメンテナンス作業を容易に行うことができる。

本発明に係るダミーポート閉塞方法は、火炉壁に配置される風箱と、前記風箱に設けられ、燃焼バーナを収容可能なバーナポートと、前記風箱において前記バーナポートに隣接して設けられ、壁部で囲まれた内部空間を有するダミーポートと、を備える燃焼バーナ収容装置において前記ダミーポートを閉塞するダミーポート閉塞方法であって、前記ダミーポートの前記内部空間の少なくとも一部の領域を仕切ることで前記内部空間が区画される仕切板を配置し、前記ダミーポートの前記仕切板で区画された領域ごとに、前記火炉壁の内側から見て前記壁部及び前記仕切板との領域に隙間を空けた状態で金属板を配置して、前記ダミーポートを閉塞する。

従って、１枚の金属板を配置する場合に比べて金属板の変形が抑制される。また、金属板と壁部との隙間に加えて、金属板と仕切板との間にも隙間が形成されるため、ダミーポートを通風するよう供給される小流量の燃焼用空気が当該隙間を通過することにより金属板の冷却を促進させることができる。これにより、ダミーポート内部への燃焼ガスおよび輻射熱の侵入を低減し、金属板の熱伸び変形による閉塞性の低下を抑制することが可能となる。

本発明によれば、ダミーポートの閉塞性の低下を抑制することが可能な燃焼バーナ収容装置及びダミーポート閉塞方法を提供することができる。

図１は、本実施形態の石炭焚きボイラを表す概略構成図である。 図２は、燃焼バーナ収容装置の一例を示す図である。 図３は、火炉側から見たダミーポートの一つを示す図である。 図４は、図３におけるＡ－Ａ断面に沿った構成を示す図である。 図５は、ダミーポート閉塞方法の一例を示すフローチャートである。 図６は、燃焼バーナ収容装置の他の例を示す図である。 図７は、燃焼バーナ収容装置の他の例を示す図である。 図８は、燃焼バーナ収容装置の他の例を示す図である。 図９は、燃焼バーナ収容装置の他の例を示す図である。 図１０は、燃焼バーナ収容装置の他の例を示す図である。 図１１は、図１０におけるＢ－Ｂ断面に沿った構成を示す図である。

以下に添付図面を参照して、本発明に係る好適な実施形態を図面を参照して説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含むものである。

図１は、本実施形態の石炭焚きボイラを表す概略構成図である。

本実施形態のボイラは、石炭を粉砕した微粉炭を微粉燃料（炭素含有固体燃料）として用い、この微粉炭を燃焼バーナにより燃焼させ、この燃焼により発生した熱を回収して給水や蒸気と熱交換して過熱蒸気を生成することが可能な石炭焚き（微粉炭焚き）ボイラである。以降の説明で、上や上方とは鉛直方向上側を示し、下や下方とは鉛直方向下側を示すものである。

本実施形態において、図１に示すように、石炭焚きボイラ１０は、火炉１１と燃焼装置１２と煙道１３を有している。火炉１１は、四角筒の中空形状をなして鉛直方向に沿って設置されている。火炉１１を構成する火炉壁（伝熱管）は、複数の蒸発管とこれらを接続するフィンとで構成され、給水や蒸気と熱交換することにより火炉壁の温度上昇を抑制している。

燃焼装置１２は、火炉１１を構成する火炉壁の下部側に設けられている。本実施形態では、燃焼装置１２は、火炉壁に装着された複数の燃焼バーナ(例えば２１，２２，２３，２４，２５)を有している。例えば燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５は、周方向に沿って均等間隔で配設されたものが１セットとして、鉛直方向に沿って複数段配置されている。但し、火炉の形状や一つの段における燃焼バーナの数、段数はこの実施形態に限定されるものではない。

各燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５は、微粉炭供給管２６，２７，２８，２９，３０を介して粉砕機（ミル）３１，３２，３３，３４，３５に連結されている。この粉砕機３１，３２，３３，３４，３５は、図示しないが、例えばハウジング内に回転テーブルが駆動回転可能に支持され、この回転テーブルの上方に複数のローラが回転テーブルの回転に連動して回転可能に支持されて構成されている。石炭が複数のローラと回転テーブルとの間に投入されると、ここで所定の微粉炭の大きさに粉砕され、搬送用ガス（一次空気）により分級された微粉炭を微粉炭供給管２６，２７，２８，２９，３０から燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５に供給することができる。

また、火炉１１は、各燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５の装着位置に風箱３６が設けられており、この風箱３６に空気ダクト３７の一端部が連結されている。空気ダクト３７は、他端部に送風機３８が設けられている。

煙道１３は、火炉１１の鉛直方向上部に連結されている。煙道１３は、燃焼ガスの熱を回収するための熱交換器として、過熱器４１，４２，４３、再熱器４４，４５、節炭器４６，４７が設けられており、火炉１１での燃焼で発生した燃焼ガスと各熱交換器を流通する給水や蒸気との間で熱交換が行われる。

煙道１３は、その下流側に熱交換を行った燃焼ガスが排出されるガスダクト４８が連結されている。ガスダクト４８は、空気ダクト３７との間にエアヒータ（空気予熱器）４９が設けられ、空気ダクト３７を流れる空気と、ガスダクト４８を流れる燃焼ガスとの間で熱交換を行い、燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５に供給する燃焼用空気（二次空気）を昇温することができる。

また、煙道１３は、エアヒータ４９より上流側の位置に脱硝触媒５０が設けられている。脱硝触媒５０は、アンモニア、尿素水等の窒素酸化物を還元する作用を有する還元剤を煙道１３内に供給し、還元剤が供給された燃焼ガスを窒素酸化物と還元剤との反応を促進させることで、燃焼ガス中の窒素酸化物を除去、低減するものである。そして、煙道１３に連結されるガスダクト４８は、エアヒータ４９より下流側の位置に煤塵処理装置（電気集塵機、脱硫装置）５１、誘引送風機５２などが設けられ、下流端部に煙突５３が設けられている。

一方、微粉炭燃料は、粉砕機３１，３２，３３，３４，３５が駆動すると、生成された微粉炭が搬送用ガス（一次空気）と共に微粉炭供給管２６，２７，２８，２９，３０を通して燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５に供給される。また、加熱された燃焼用空気（二次空気）が空気ダクト３７から風箱３６を介して各燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５に供給される。すると、燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５は、微粉炭と搬送用ガス（一次空気）とが混合した微粉燃料混合気を火炉１１に吹き込むと共に燃焼用空気を火炉１１に吹き込み、このときに着火することで火炎を形成することができる。火炉１１内の下部で火炎が生じ、燃焼ガスがこの火炉１１内を上昇し、煙道１３に排出される。

その後、燃焼ガスは、煙道１３に配置される過熱器４１，４２，４３、再熱器４４，４５、節炭器４６，４７で熱交換した後、脱硝触媒５０により窒素酸化物が還元除去され、煤塵処理装置５１で粒子状物質が除去されると共に硫黄分が除去された後、煙突５３から大気中に排出される。

図２は、燃焼バーナ収容装置１００の一例を示す図である。図２の紙面の左段は、火炉１１側から見た正面図であり、右段は側面図である。以下、燃焼バーナ２１、２２、２３、２４、２５を区別しないで説明する場合には、燃焼バーナ２０と表記して説明する。図２に示すように、本実施形態での燃焼バーナ収容装置１００は、風箱３６と、バーナポート３６Ｂと、ダミーポート３６Ｄとを備える。風箱３６は、火炉壁１１ａに配置される。

バーナポート３６Ｂは、風箱３６に設けられ、本実施形態では鉛直方向に複数並んだ状態で配置される。バーナポート３６Ｂは、燃焼バーナ２０を収容可能である。

ダミーポート３６Ｄは、風箱３６においてバーナポート３６Ｂに隣接して設けられ、本実施形態ではバーナポート３６Ｂの間に設けられる。図３は、火炉１１側から見たダミーポート３６Ｄの一つを示す図である。図４は、図３におけるＡ－Ａ断面に沿った構成を示す図である。図３及び図４に示すように、ダミーポート３６Ｄは、壁部６１と、仕切板６２と、金属板６３と、ストッパ６４と、脱落防止装置６５とを有する。

壁部６１は、水平方向に平行に配置される天板６１ａ及び底板６１ｂと、鉛直方向に平行に配置される紙面左右の側板６１ｃ、６１ｄとを有する。壁部６１は、ダミーポート３６Ｄ内に内部空間Ｋを形成する。

仕切板６２は、ダミーポート３６Ｄの内部空間Ｋの少なくとも一部の領域を仕切って区画される。仕切板６２は、例えば火炉１１側の端部側に配置され、仕切板６２の火炉１１側の水平方向端部は、天板６１ａ及び底板６１ｂの火炉１１側の水平方向端部と同一もしくは若干量が火炉外側へ引き込んだ位置とする。仕切板６２は、火炉１１側から見て鉛直方向上下の中央に配置され、水平方向に平行である。このように、仕切板６２は、内部空間Ｋのうち火炉１１側の領域を、上段側の領域Ｋ１と下段側の領域Ｋ２とに仕切って内部空間Ｋを領域Ｋ１と領域Ｋ２に区画している。仕切板６２は、例えばＳＵＳ材や一般鋼材（ＳＳ４００材）等が用いられる。仕切板６２は、例えば溶接等により、壁部６１の側板６１ｃ及び側板６１ｄに固定、もしくは壁部６１の側板６１ｃ及び側板６１ｄに設けた図示しないコの字の支持材で熱膨張を吸収可能に支持される。

金属板６３は、ダミーポート３６Ｄの火炉１１側を閉塞する。金属板６３は、仕切板６２で仕切られて区画された領域ごとに、つまり領域Ｋ１及び領域Ｋ２のそれぞれに設けられる。金属板６３は、火炉１１側から見て、壁部６１と仕切板６２との間に隙間Ｓを空けた状態で配置される。金属板６３は、表裏を貫通するパンチ孔（貫通孔）６３ｈを有する。パンチ孔６３ｈは、金属板６３に複数設けられる。パンチ孔６３ｈ及び隙間Ｓは、風箱３６内を流れる少流量の燃焼用空気（二次空気）が通過可能である。このパンチ孔６３ｈ及び隙間Ｓから燃焼用空気を通過させることにより、金属板６３の冷却が促進されるとともに温度分布が少なくなり、金属板６３の熱伸び変形と3次元変形が抑制される。パンチ孔６３ｈ及び隙間Ｓの面積を調節することにより、パンチ孔６３ｈ及び隙間Ｓを通過する燃焼用空気の流量を調節可能である。なお、風箱３６内を流れる少流量の燃焼用空気は，他の燃焼バーナ２０の燃焼性能に影響することなく、またダミーポート３６Ｄ内への火炉の燃焼ガスが流入しない程度の少流量が供給される。

ストッパ６４は、金属板６３の周縁部を支持する。ストッパ６４は、領域Ｋ１及び領域Ｋ２のそれぞれについて複数設けられる。ストッパ６４は、壁部６１の内面と、仕切板６２の上面及び下面とに所定の間隔を空けて配置される。ストッパ６４は、断面視においてコの字状に形成され、基部６４ａと、片部６４ｂとを有する。基部６４ａは、金属板６３の周縁部の外周面に対向する部分であり、金属板６３の周縁部の外周面の周方向に沿って長方形状となっている。片部６４ｂは、基部６４ａの短手方向の両端に形成され、基部６４ａに対して略９０°の角度で折り曲げられている。ストッパ６４は、基部６４ａと片部６４ｂとで囲まれた領域に金属板６３の周縁部を収容することで、当該金属板６３の周縁部を支持する。

図４には、ストッパ６４を拡大した拡大図を併せて示している。図４の拡大図に示すように、ストッパ６４の基部６４ａは、厚さｔを有する。図４の拡大図では、天板６１ａに配置されるストッパ６４の基部６４ａについての構成のみを示しているが、これに限定されず、底板６１ｂ、側板６１ｃ、６１ｄ、及び仕切板６２の上面及び下面に配置されるストッパ６４の基部６４ａについても同様の厚さｔを有する。金属板６３の周縁部の外周面と壁部６１又は仕切板６２との隙間Ｓは、ストッパ６４の基部６４ａが厚さｔを有することで隙間Ｓがｔ以上になるよう確保される。なお、少なくとも１つのストッパ６４は、他のストッパ６４と基部６４ａの厚さが異なってもよい。

また、図４に示すように、領域Ｋ１及び領域Ｋ２の各領域において、金属板６３の上辺を支持するストッパ６４は、基部６４ａの内面と金属板６３との間に隙間ｄを空けた状態で配置され、隙間Ｓは“ｄ＋ｔ”となり、ｔ以上になる。なお、金属板６３の下辺を支持するストッパ６４は、基部６４ａの内面に金属板６３の重力により密着して載置されているため、隙間が形成されない状態であり、隙間Ｓがｔになる。

例えば領域Ｋ１において、図４の拡大図に示すように、金属板６３の上辺を支持するストッパ６４は、天板６１ａに固定される。この天板６１ａに固定されたストッパ６４の基部６４ａの内面と金属板６３との間には、隙間ｄが形成される。一方、領域Ｋ１において、金属板６３の下辺を支持するストッパ６４は、仕切板６２の上面に固定される。この仕切板６２の上面に配置されるストッパ６４の基部６４ａの内面と金属板６３との間には、隙間が設けられない。

また、例えば領域Ｋ２において、金属板６３の上辺を支持するストッパ６４は、仕切板６２の下面側に固定される。この仕切板６２の下面側に配置されるストッパ６４の内面と金属板６３との間には、上記の隙間ｄと同様の隙間が形成される。一方、領域Ｋ２において、金属板６３の下辺を支持するストッパ６４は、底板６１ｂに固定される。この底板６１ｂに配置されるストッパ６４の内面と金属板６３との間には、隙間が設けられない。

また、領域Ｋ１及び領域Ｋ２の各領域において、金属板６３の左右の側辺を支持するストッパ６４については、上記同様、基部６４ａの内面と金属板６３との間に隙間が形成れる。このような隙間が設けられることにより、金属板６３が熱により伸縮する場合等に、鉛直上下方向及び水平方向について自在に伸縮可能となっている。

脱落防止装置６５は、金属板６３の火炉１１の外側の面に対して着脱可能であり、装着状態において金属板６３を揺動自由に支持する。脱落防止装置６５は、金属板６３に支持された状態において、金属板６３の火炉１１内側への脱落を防止する。脱落防止装置６５は、領域Ｋ１及び領域Ｋ２のそれぞれに配置される。脱落防止装置６５は、ベース板６５ａと、支持アーム６５ｂと、着脱アーム６５ｃとを有する。ベース板６５ａは、壁部６１のダミーポート３６Ｄ内側に取り付けられる。つまり、領域Ｋ１において、ベース板６５ａは、天板６１ａ又は側板６１ｃ、６１ｄの内面に取り付けられる。また、領域Ｋ２において、ベース板６５ａは、底板６１ｂ又は側板６１ｃ、６１ｄの内面に取り付けられる。なお、領域Ｋ１及び領域Ｋ２において、ベース板６５ａは、仕切板６２に取り付けられてもよい。支持アーム６５ｂは、一端がベース板６５ａに固定され、他端が着脱アーム６５ｃに連結される。着脱アーム６５ｃは、支持アーム６５ｂに対して不図示のピンを差し込むことにより回動可能に連結される。これにより、着脱アーム６５ｃは、金属板６３を着脱可能に支持される。脱落防止装置６５により、金属板６３の熱伸びによる変形を許容して、金属板６３を拘束にしてさらなる変形を助長することなく、金属板６３が火炉内側に脱落することを確実に防止できる。

図５は、本実施形態に係るダミーポート３６Ｄを閉塞するダミーポート閉塞方法の一例を示すフローチャートである。上記の燃焼バーナ収容装置１００において、例えば燃焼バーナ２０のメンテナンス時に、燃焼バーナ２０を改造等することにより、バーナポート３６Ｂが不要になる場合がある。この不要となったバーナポート３６Ｂは、金属板６３で閉塞することにより、ダミーポート３６Ｄとして設けられる。なお、ダミーポート３６Ｄは、燃焼バーナ２０を異なる性能のものに交換した場合等のように必要な燃焼用空気量が変化した場合に設置してもよいし、燃焼バーナ収容装置１００の設計当初から設置してもよい。

ダミーポート３６Ｄを閉塞する場合、まず、ダミーポート３６Ｄの内部空間Ｋのうち例えば火炉１１側の端部側に、仕切板６２を配置する（ステップＳ１０）。仕切板６２は、例えば溶接等により壁部６１の側板６１ｃ、６１ｄに固定する、もしくは壁部６１の側板６１ｃ及び側板６１ｄに設けた図示しないコの字の支持材で熱膨張を吸収可能に支持される。仕切板６２を配置することにより、内部空間Ｋのうち火炉１１側の領域が、領域Ｋ１と領域Ｋ２とに仕切られて区画される。

仕切板６２を配置した後、ダミーポート３６Ｄにおいて仕切板６２で仕切られて区画された領域Ｋ１、Ｋ２ごとに、金属板６３を配置する（ステップＳ２０）。この場合、まず金属板６３の周縁部にストッパ６４を仮固定する。この状態で金属板６３及びストッパ６４を領域Ｋ１、Ｋ２に配置し、ストッパ６４を壁部６１及び仕切板６２に溶接等で固定する。

金属板６３及びストッパ６４を配置した後、金属板６３の火炉壁の外側に脱落防止装置６５を装着し、脱落防止装置６５を壁部６１に固定する（ステップＳ３０）。なお、脱落防止装置６５は、ステップＳ２０を行う場合に金属板６３に装着させた状態としておいてもよい。以上の手順により、火炉壁１１ａの内側から見て壁部６１及び仕切板６２と金属板６３との間に隙間Ｓが空いた状態で、ダミーポート３６Ｄが閉塞される。

以上のように、本実施形態に係る燃焼バーナ収容装置１００は、火炉壁１１ａに配置される風箱３６と、風箱３６に設けられ、燃焼バーナ２０を収容可能な複数のバーナポート３６Ｂと、風箱３６においてバーナポート３６Ｂに隣接して設けられ、壁部６１で囲まれた内部空間Ｋを有するダミーポート３６Ｄと、を備え、ダミーポート３６Ｄが、内部空間Ｋの少なくとも一部の領域を仕切り区画する仕切板６２と、仕切板６２で仕切られた領域Ｋ１、Ｋ２ごとに区画され、火炉壁１１ａの内側から見て壁部６１及び仕切板６２との間に隙間Ｓを空けた状態でダミーポート３６Ｄを閉塞する金属板６３と、を有する。

この構成によれば、仕切板６２により区画された複数の領域Ｋ１、Ｋ２毎に金属板６３が配置されるため、１枚の構成による金属板を配置する場合に比べて金属板６３の１枚当たりの面積が小さくなるため熱伸びによる変形が抑制される。また、金属板６３と壁部６１との隙間に加えて、金属板６３と仕切板６２との間にも隙間が形成されるため、当該隙間６２を通過する燃焼用空気により金属板６３の冷却を促進させることができる。これにより、ダミーポート３６Ｄの閉塞性の低下を抑制することが可能となる。

本実施形態に係る燃焼バーナ収容装置１００において、仕切板６２は、火炉１１内側から見て鉛直方向及び水平方向の中央部を含む位置に配置される。これにより、ダミーポート３６Ｄ内において金属板６３の温度が上昇しやすい部分に仕切板６２が設けられることになり、金属板６３と仕切板６２との間に隙間が形成される。このため、金属板６３の温度上昇部分が少なくなり温度分布を抑制できる。

本実施形態に係る燃焼バーナ収容装置１００は、壁部６１及び仕切板６２にそれぞれ配置され、金属板６３の周縁部を熱伸縮自由となるように支持するストッパ６４を備える。これにより、金属板６３を支持するストッパ６４が壁部６１及び仕切板６２に所定の間隔以上の隙間Ｓを空けてそれぞれ配置されるため、各領域Ｋ１、Ｋ２において、隙間Ｓを設けた状態の金属板６３が、隙間Ｓを通過する少流量の燃焼用空気の通風により金属板６３の冷却を促進させる。このため、金属板６３が温度上昇による熱膨張した場合でも変形を抑制し、さらには金属板６３の位置ずれを抑制して金属板周縁部に設けた隙間を確保することができる。

本実施形態に係る燃焼バーナ収容装置１００において、金属板６３は、孔状に貫通された多数の貫通孔６３ｈを備える。金属板６３は、孔状に貫通された多数の貫通孔６３ｈにより、この貫通孔６３ｈを通過する燃焼用空気の小流量の通風により金属板６３の冷却を促進され、金属板６３が温度上昇による熱膨張を抑制し、変形を抑制することができる。

本実施形態に係る燃焼バーナ収容装置１００は、ダミーポート３６Ｄにおいて仕切板６２で区画された領域Ｋ１、Ｋ２ごとに設けられ、金属板６３の火炉壁の外側に揺動自由に着脱可能に装着されて、当該金属板６３の火炉１１内側への脱落を防止する脱落防止装置６５を備える。従って、脱落防止装置６５により、金属板６３の熱伸びによる変形を許容して、金属板６３を拘束してさらなる変形を助長することなく金属板６３が火炉１１内側に脱落することを確実に防止できる。

本実施形態に係るダミーポート閉塞方法は、火炉壁１１ａに配置される風箱３６と、風箱３６に設けられ、燃焼バーナ２０を収容可能な複数のバーナポート３６Ｂと、風箱３６において前記バーナポート３６Ｂの間に設けられ、壁部６１で囲まれた内部空間Ｋを有するダミーポート３６Ｄと、を備える燃焼バーナ収容装置１００においてダミーポート３６Ｄを閉塞するダミーポート閉塞方法であって、ダミーポート３６Ｄの内部空間Ｋの少なくとも一部の領域を仕切ることで内部空間Ｋが区画される仕切板６２を配置し、ダミーポート３６Ｄの仕切板６２で区画された領域Ｋ１、Ｋ２ごとに、火炉壁１１ａの内側から見て壁部６１及び仕切板６２との間に隙間を空けた状態で金属板６３を配置して、ダミーポート３６Ｄを閉塞する。

これにより、１枚の金属板を配置する場合に比べて金属板６３の熱伸び変形が抑制される。また、金属板６３と壁部６１との隙間に加えて、金属板６３と仕切板６２との間にも隙間が形成されるため、ダミーポート３６Ｄを通風するよう供給される少流量の燃焼用空気が当該隙間を通過することにより金属板６３の冷却を促進させることができる。これにより、ダミーポート３６Ｄ内部への燃焼ガス及び輻射熱の侵入を抑え、熱伸び変形による金属板６３の閉塞性の低下を抑制することが可能となる。

図６は、燃焼バーナ収容装置の他の例を示す図である。図６に示す燃焼バーナ収容装置１００Ａは、仕切板６２Ａが鉛直方向に対して平行に配置される点で、上記実施形態とは異なっている。仕切板６２Ａは、火炉１１側から見て水平方向の略中央に配置される。仕切板６２Ａは、ダミーポート３６Ｄ内を水平方向（紙面左右方向）に仕切ることで区画されている。ダミーポート３６Ｄは、火炉１１側から見た場合に水平方向が長手状となっている。図６に示す例において、仕切板６２Ａは、ダミーポート３６Ｄの内部空間Ｋを長手方向に分割している。

金属板６３Ａは、仕切板６２Ａで仕切られた領域Ｋ３と領域Ｋ４とのそれぞれに配置される。金属板６３Ａは、上記実施形態の金属板６３に比べて、長手方向の寸法が短くなっている。このため、上記実施形態の金属板６３に比べて、温度上昇による水平方向の熱伸び量がより抑制される。

図７は、燃焼バーナ収容装置の他の例を示す図である。図７に示す燃焼バーナ収容装置１００Ｂは、仕切板６２Ｂが鉛直方向に平行に配置され、かつ水平方向（紙面左右方向）に２つ以上の複数配置される点で、上記実施形態とは異なっている。仕切板６２Ｂは、火炉１１側から見て水平方向に略等間隔ピッチで配置される。仕切板６２Ｂは、ダミーポート３６Ｄ内を水平方向に仕切ることで区画されている。図７に示す例において、仕切板６２Ｂは、２つ設けられ、ダミーポート３６Ｄの内部空間Ｋを長手方向に交差した３つの空間に分割して区画している。

金属板６３Ｂは、３つ設けられ、仕切板６２Ｂで区画された領域Ｋ５と、領域Ｋ６と、領域Ｋ７とのそれぞれに配置される。金属板６３Ｂは、上記実施形態の金属板６３及び図６に示す金属板６３Ａに比べて、水平方向の寸法が短くなっている。このため、上記実施形態の金属板６３、６３Ａに比べて、更に温度上昇による水平方向の熱伸び量が抑制される。

図８は、燃焼バーナ収容装置の他の例を示す図である。図８に示す燃焼バーナ収容装置１００Ｃは、鉛直方向に平行に配置された仕切板６２Ｃａと、水平方向に平行に配置された仕切板６２Ｃｂとを有する点で、上記実施形態とは異なっている。仕切板６２Ｃａは、火炉１１側から見て鉛直上下方向の略中央に配置され、ダミーポート３６Ｄ内を上下方向に仕切っている。仕切板６２Ｃｂは、火炉１１側から見て水平方向（紙面左右方向）の略中央に配置され、ダミーポート３６Ｄ内を水平方向に仕切っている。

図８に示す例では、金属板６３Ｃは４つ設けられ、仕切板６２Ｃａ及び仕切板６２Ｃｂで仕切られ区画された領域Ｋ８、Ｋ９、Ｋ１０、Ｋ１１のそれぞれに配置される。金属板６３Ｃは、上記実施形態の金属板６３に比べて、長手方向及び短手方向の寸法がそれぞれ短くなっている。このため、上記実施形態の金属板６３に比べて、鉛直方向および水平方向に対する温度上昇による熱伸び量が抑制される。

図９は、燃焼バーナ収容装置の他の例を示す図である。図９に示す燃焼バーナ収容装置１００Ｄは、領域Ｋ１、Ｋ２に配置される金属板６３Ｄ及びストッパ６４が取り付けられたフレーム６６Ｆと一体で支持装置６６に支持されている。具体的には、支持装置６６は、フレーム６６Ｆにより仕切板６２、領域Ｋ１、Ｋ２のストッパ６４及び脱落防止装置６５を一体で支持する。これにより、領域Ｋ１、Ｋ２の金属板６３Ｄは、フレーム６６Ｆ、ストッパ６４及び脱落防止装置６５を介して、支持装置６６により一体で支持される。

支持装置６６は、ダミーポート３６Ｄの底板６１ｂ上に載置される。フレーム６６Ｆは、支持装置６６が底板６１ｂ上に載置された状態で、金属板６３Ｄ及びストッパ６４がそれぞれ領域Ｋ１、Ｋ２を閉塞する所定の位置に配置されるように設計されている。支持装置６６は、火炉１１外側からダミーポート３６Ｄ内に挿脱可能に設けられる。支持装置６６に金属板６３Ｄ、仕切板６２、ストッパ６４およびフレーム６６Ｆを支持させた状態でダミーポート３６Ｄから火炉１１外側へ引き抜くことにより、金属板６３Ｄをダミーポート３６Ｄから容易に搬出してメンテナンスをすることができる。また、支持装置６６に金属板６３Ｄ、仕切板６２、ストッパ６４およびフレーム６６Ｆを支持させた状態でダミーポート３６Ｄに火炉１１外側から差し込むことにより、金属板６３Ｄ、仕切板６２、ストッパ６４およびフレーム６６Ｆをダミーポート３６Ｄ内に容易に設置することができる。

図１０は、燃焼バーナ収容装置の他の例を示す図である。図１１は、図１０におけるＢ－Ｂ断面に沿った構成を示す図である。図１０及び図１１に示す燃焼バーナ収容装置１００Ｅにおいて、ストッパ６４Ｅは、矩形板状であり、壁部６１又は仕切板６２に対して垂直に溶接固定して設けられる。ストッパ６４Ｅは、上記実施形態のストッパ６４における片部６４ｂに相当する部分で形成され、ストッパ６４の基部６４ａ（厚さｔ）は有していない構成となる。

金属板６３Ｅは、周縁部の外周面が凹部と凸部を有しており、ストッパ６４Ｅによって支持される部分同士の間に矩形状の凸部で形成される切り欠き部６３Ｅａが形成される。したがって、図１１に示すように、例えば領域Ｋ２においては、金属板６３Ｅの周縁部の外周面のうち下辺側の面が底板６１ｂに接触した状態で配置される。なお、図示を省略するが、領域Ｋ１においても同様に、金属板６３Ｅの周縁部の外周面のうち下辺側の面が仕切板６２に接触した状態で配置される。

これにより、ストッパ６４Ｅに基部６４ａに相当する構成が設けられず、金属板６３Ｅが底板６１ｂ及び仕切板６２に接触した状態で配置される場合でも、切り欠き部６３Ｅａにおいて底板６１ｂ及び仕切板６２との間に隙間を確保できる。したがって、金属板６３Ｅと底板６１ｂ及び仕切板６２との間の隙間を確保しつつ、ストッパ６４Ｅの構成を簡略化できる。

また、上述した実施形態では、本発明のボイラを石炭焚きボイラとしたが、固体燃料としては、バイオマスや石油コークス、石油残渣などを使用するボイラであってもよい。また、燃料として固体燃料に限らず、重質油などの油焚きボイラにも使用することができ、更には、燃料としてガス(副生ガス)も使用することができる。そして、これら燃料の混焼焚きにも適用することができる。

１０ 石炭焚きボイラ（ボイラ）
１１ 火炉
１１ａ 火炉壁
１２ 燃焼装置
１３ 煙道
２０，２１，２２，２３，２４，２５ 燃焼バーナ
２６，２７，２８，２９，３０ 微粉炭供給管
３１，３２，３３，３４，３５ 粉砕機
３６ 風箱
３６Ｂ バーナポート
３６Ｄ ダミーポート
３７ 空気ダクト
３８ 送風機
４１，４２，４３ 過熱器（熱交換器）
４４ 第２再熱器（熱交換器）
４５ 第１再熱器（熱交換器）
４６ 第２節炭器（熱交換器）
４７ 第１節炭器（熱交換器）
４８ ガスダクト
４９ エアヒータ
５０ 脱硝触媒
５１ 煤塵処理装置
５２ 誘引送風機
５３ 煙突
６１ 壁部
６１ａ 天板
６１ｂ 底板
６１ｃ，６１ｄ 側板
６２，６２Ａ，６２Ｂ，６２Ｃａ，６２Ｃｂ 仕切板
６２ 隙間
６３，６３Ａ，６３Ｂ，６３Ｃ，６３Ｄ，６３Ｅ 金属板
６３ｈ パンチ孔（貫通孔）
６３Ｅａ 切り欠き部
６４，６４Ｅ ストッパ
６５ 脱落防止装置
６６ 支持装置
６６Ｆ フレーム
１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ，１００Ｅ 燃焼バーナ収容装置
Ｋ 内部空間
Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３，Ｋ４，Ｋ５，Ｋ６，Ｋ７，Ｋ８，Ｋ９，Ｋ１０，Ｋ１１ 領域

Claims (7)

1. 火炉壁に配置される風箱と、
   前記風箱に設けられ、燃焼バーナを収容可能なバーナポートと、
   前記風箱において前記バーナポートに隣接して設けられ、壁部で囲まれた内部空間を有するダミーポートと、を備え、
   前記ダミーポートは、
   前記内部空間の少なくとも一部の領域を仕切ることで前記内部空間が区画される仕切板と、
   前記仕切板で区画された領域ごとに設けられ、前記火炉壁の内側から見て前記壁部及び前記仕切板との領域に隙間を空けた状態で前記ダミーポートを閉塞する金属板と、を有する
   燃焼バーナ収容装置。
2. 前記仕切板は、前記火炉内から見て壁部に対して鉛直方向及び水平方向の中央部を含む位置に配置される
   請求項１に記載の燃焼バーナ収容装置。
3. 前記壁部及び前記仕切板にそれぞれ配置され、前記金属板の周縁部を熱伸縮自由となるように支持するストッパを備える
   請求項１又は請求項２に記載の燃焼バーナ収容装置。
4. 前記金属板は、孔状に貫通された多数の貫通孔を備える請求項１から請求項３に記載の燃焼バーナ収容装置。
5. 前記ダミーポートにおいて前記仕切板で区画された前記領域ごとに設けられ、前記金属板の前記火炉壁の外側面に揺動自由になるように装着されて当該金属板の前記火炉内への脱落を防止する脱落防止装置を備える
   請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の燃焼バーナ収容装置。
6. 前記壁部及び前記仕切板にそれぞれ配置され、前記金属板の周縁部を熱伸縮自由となるように支持するストッパを備え、
   前記ダミーポートの前記内部空間に挿脱可能に配置され、複数の前記金属板と、前記仕切板と、前記金属板を支持する複数の前記ストッパが一体となるように形成されたフレームと、
   前記フレームを支持して、前記ダミーポート内に挿脱可能とする支持装置を備える
   請求項５に記載の燃焼バーナ収容装置。
7. 火炉壁に配置される風箱と、
   前記風箱に設けられ、燃焼バーナを収容可能なバーナポートと、
   前記風箱において前記バーナポートに隣接して設けられ、壁部で囲まれた内部空間を有するダミーポートと、を備える燃焼バーナ収容装置において前記ダミーポートを閉塞するダミーポート閉塞方法であって、
   前記ダミーポートの前記内部空間の少なくとも一部の領域を仕切ることで前記内部空間が区画される仕切板を配置し、
   前記ダミーポートの前記仕切板で区画された領域ごとに、前記火炉壁の内側から見て前記壁部及び前記仕切板との領域に隙間を空けた状態で金属板を配置して、前記ダミーポートを閉塞するダミーポート閉塞方法。

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