JPS5949410A - ボイラ装置 - Google Patents
ボイラ装置Info
- Publication number
- JPS5949410A JPS5949410A JP15851982A JP15851982A JPS5949410A JP S5949410 A JPS5949410 A JP S5949410A JP 15851982 A JP15851982 A JP 15851982A JP 15851982 A JP15851982 A JP 15851982A JP S5949410 A JPS5949410 A JP S5949410A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- burner
- coal
- ash
- stage
- boiler
- Prior art date
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- Pending
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN A CARRIER GAS OR AIR
- F23C6/00—Combustion apparatus characterised by the combination of two or more combustion chambers or combustion zones, e.g. for staged combustion
- F23C6/04—Combustion apparatus characterised by the combination of two or more combustion chambers or combustion zones, e.g. for staged combustion in series connection
- F23C6/045—Combustion apparatus characterised by the combination of two or more combustion chambers or combustion zones, e.g. for staged combustion in series connection with staged combustion in a single enclosure
- F23C6/047—Combustion apparatus characterised by the combination of two or more combustion chambers or combustion zones, e.g. for staged combustion in series connection with staged combustion in a single enclosure with fuel supply in stages
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN A CARRIER GAS OR AIR
- F23C2201/00—Staged combustion
- F23C2201/10—Furnace staging
- F23C2201/101—Furnace staging in vertical direction, e.g. alternating lean and rich zones
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は石炭を燃料とするボイラ装置に関する。
石炭を燃料とするボイラ装置においては、良く知られて
いるように石炭をミルにより粉砕して微粉炭とし、これ
を空気とともにボイラ火炉のバーナから火炉内に吹きめ
んで燃焼させる。しかし、吹き込まれた微粉炭は完全燃
焼することはなく、最終的に少■・の灰分が残るのが通
常である。この灰分に対する対策がボイラ設計上の市゛
沖な項目の一つとなっている。灰分が惹起するトラブル
の一例として伝熱面への影−について列垢すると次のよ
うになる。
いるように石炭をミルにより粉砕して微粉炭とし、これ
を空気とともにボイラ火炉のバーナから火炉内に吹きめ
んで燃焼させる。しかし、吹き込まれた微粉炭は完全燃
焼することはなく、最終的に少■・の灰分が残るのが通
常である。この灰分に対する対策がボイラ設計上の市゛
沖な項目の一つとなっている。灰分が惹起するトラブル
の一例として伝熱面への影−について列垢すると次のよ
うになる。
（１）灰が伝熱面に堆積して層をＪ１ソ成し、ＩＬｖ射
、対流による熱伝達を低減させる。
、対流による熱伝達を低減させる。
（２）火炉氷壁に付着した灰は成醍して大きな塊つとな
り、この灰の塊りか火炉氷壁から脱落したとき管の一部
を剥離して管に１１傷を与えることがある。
り、この灰の塊りか火炉氷壁から脱落したとき管の一部
を剥離して管に１１傷を与えることがある。
（３）対流伝熱面の腐蝕を引き起こす。
（４）灰が伝熱面に堆積して層を形成−４るため、対流
伝熱部におけるガスの西路ケ閉塞してボイラ性能を悪化
させるとともに、ガスドラフト損失の増加を招来する。
伝熱部におけるガスの西路ケ閉塞してボイラ性能を悪化
させるとともに、ガスドラフト損失の増加を招来する。
上記の問題は、石炭灰の分子ツ１１成オ６よび相ｌＬ作
用が極端な複合化学反応をする結ν生じるものであり、
特に、灰溶融温度域にある伝熱表面に固形の灰および溶
酸した灰が付着する現象、いわゆるスラッギングは、微
粉炭ボイラ火炉内における最重要問題となるものである
。
用が極端な複合化学反応をする結ν生じるものであり、
特に、灰溶融温度域にある伝熱表面に固形の灰および溶
酸した灰が付着する現象、いわゆるスラッギングは、微
粉炭ボイラ火炉内における最重要問題となるものである
。
ボイラの各伝熱面へ灰が付着、堆積するスラッギングの
メカニズムは啄めて複雑であり、未だ完全にフｆｙＩ！
明さ、＋ｊ、るには至っていないが、灰の欧化温度およ
び灰の１谷融１１’＃を度が大きく影響していることは
判明してい為。即ち、灰の軟化温度および灰の浴融温Ｉ
Ｗが低いとスラッギングが発生し易くなる。
メカニズムは啄めて複雑であり、未だ完全にフｆｙＩ！
明さ、＋ｊ、るには至っていないが、灰の欧化温度およ
び灰の１谷融１１’＃を度が大きく影響していることは
判明してい為。即ち、灰の軟化温度および灰の浴融温Ｉ
Ｗが低いとスラッギングが発生し易くなる。
他方、灰中の塙基性成分対酸性成分の比が高くなった場
合もスラッギングが発生し易いといわれている。上記の
点に鑑み、火炉の設計、型式の選定等を行なう場合はス
ラッギング対策上、火炉出口部の温度を灰の軟化温度以
下に抑えて灰を乾いた状態で後部接触伝熱部へ送るよう
にし、さらに、スラッギング性の高い石炭を・燃焼する
場合は、火炉断面積をより大きなものとし、スートプロ
アの痛止な配崎、火炉出口部１ ’ｆ’？群の・ｒｌピ
ッチを広くする等の考１ｉ、（が払われている。
合もスラッギングが発生し易いといわれている。上記の
点に鑑み、火炉の設計、型式の選定等を行なう場合はス
ラッギング対策上、火炉出口部の温度を灰の軟化温度以
下に抑えて灰を乾いた状態で後部接触伝熱部へ送るよう
にし、さらに、スラッギング性の高い石炭を・燃焼する
場合は、火炉断面積をより大きなものとし、スートプロ
アの痛止な配崎、火炉出口部１ ’ｆ’？群の・ｒｌピ
ッチを広くする等の考１ｉ、（が払われている。
上記のスラッギング対策は、ボイラの通常燃焼時におい
ては充分な効果を発神するが、いわゆる低ＮＯ，燃・暁
暗には必ずしも充分とはいえない。ここで、石炭燃焼時
のＮＯｌについて１１）単に説明すると、石炭燃焼にお
けるＮＯ，の生幌は、燃本」中に含有される窒素分がＮ
０１ｌに変換するＦｕｅｌＮＯ，と、燃焼用空気中のＮ
２がＮＯ，になるＴｈｅ ｒｍａ Ｉ Ｎ（Ｊ、とから
成り、Ｆ’ｕ ｅ Ｉ Ｎｏ、が支配的な役割を有する
という点で他の燃料の場合と著しく異なる。そして、こ
のＮＯオを低下させるため、２段燃焼、排ガス混合等の
手段が採用されている。しかし、ボイラの低ＮＯ□燃焼
時においては、炉内には還元雰囲気が出来、このため灰
の軟化温度、溶Ｑ４ｊ ７．憾度が低下することがある
。特に、石炭中に含有される鉄分が増加すると軟化温度
、溶融温度の低下は春しくなる。
ては充分な効果を発神するが、いわゆる低ＮＯ，燃・暁
暗には必ずしも充分とはいえない。ここで、石炭燃焼時
のＮＯｌについて１１）単に説明すると、石炭燃焼にお
けるＮＯ，の生幌は、燃本」中に含有される窒素分がＮ
０１ｌに変換するＦｕｅｌＮＯ，と、燃焼用空気中のＮ
２がＮＯ，になるＴｈｅ ｒｍａ Ｉ Ｎ（Ｊ、とから
成り、Ｆ’ｕ ｅ Ｉ Ｎｏ、が支配的な役割を有する
という点で他の燃料の場合と著しく異なる。そして、こ
のＮＯオを低下させるため、２段燃焼、排ガス混合等の
手段が採用されている。しかし、ボイラの低ＮＯ□燃焼
時においては、炉内には還元雰囲気が出来、このため灰
の軟化温度、溶Ｑ４ｊ ７．憾度が低下することがある
。特に、石炭中に含有される鉄分が増加すると軟化温度
、溶融温度の低下は春しくなる。
これを第１図および舅２図に示す。
第１図は石炭灰の軟化温度の変化を示す特性１−Ａで、
接戦に石炭灰分中に含まれる鉄の稽−（％）が、縦軸に
石炭灰の軟化温度（０Ｆ）がとられている。
接戦に石炭灰分中に含まれる鉄の稽−（％）が、縦軸に
石炭灰の軟化温度（０Ｆ）がとられている。
図の曲線Ａは酸化雰囲気中における石炭灰の欧化温度の
変化を示し、曲線Ｂは雫元雰囲気中における軟化温度の
変化を示す。又、第２１￥目す石炭灰の溶融温度の変化
を示す特性図で、（−Ｉｉ ＋ｉ！ｌｔ＋に石炭灰分中
に含まれる鉄の量（係）、縦軸に石炭灰の溶融温度（°
Ｆ）がとられている。曲ｘａｉ ｃは酸化雰囲気中にお
ける溶ｔ、◆ｄ！温度の変化を示し、曲線りは還元雰囲
気中における溶融温度の変化を示す。第１図、第２図の
曲線Ｃ１Ｄに示されるように、石炭の低ＮＯ，燃焼時の
漿元び囲気においては、石炭灰の軟化温度、浴融温度と
も鉄分の増加に伴う温度低下が箸しくなっている。
変化を示し、曲線Ｂは雫元雰囲気中における軟化温度の
変化を示す。又、第２１￥目す石炭灰の溶融温度の変化
を示す特性図で、（−Ｉｉ ＋ｉ！ｌｔ＋に石炭灰分中
に含まれる鉄の量（係）、縦軸に石炭灰の溶融温度（°
Ｆ）がとられている。曲ｘａｉ ｃは酸化雰囲気中にお
ける溶ｔ、◆ｄ！温度の変化を示し、曲線りは還元雰囲
気中における溶融温度の変化を示す。第１図、第２図の
曲線Ｃ１Ｄに示されるように、石炭の低ＮＯ，燃焼時の
漿元び囲気においては、石炭灰の軟化温度、浴融温度と
も鉄分の増加に伴う温度低下が箸しくなっている。
このように、特に高鉄分含有灰を使用した低Ｎ０Ｍ燃焼
においては、前述のスラッギング対策を講じているＫも
かかわらず、バーナスロート部に付着するクリンカ、炉
壁面でのスラッギング、高温対流伝熱部のファウリング
などの、石炭灰の軟化、溶融に起因する障害が発生する
という欠点があった。
においては、前述のスラッギング対策を講じているＫも
かかわらず、バーナスロート部に付着するクリンカ、炉
壁面でのスラッギング、高温対流伝熱部のファウリング
などの、石炭灰の軟化、溶融に起因する障害が発生する
という欠点があった。
本発明の目的は、前記従来の欠点を除き、高鉄分含有灰
を併用しても、スラッギングを生じることなく低ＮＯ１
燃焼を行なうことができるボイラ装置を提供するにある
。
を併用しても、スラッギングを生じることなく低ＮＯ１
燃焼を行なうことができるボイラ装置を提供するにある
。
この目的を達成するため、本発明は、低鉄分含有炭を粉
砕する第１の粉砕手段と、高鉄分含有灰を粉砕する第２
の粉砕手段とを設け、ボイラ火炉に設けられている複数
段のバーナのうち最上段の脱硝バーナを含む最下段以外
のバーナに第１の粉砕手段からの微粉炭を供給し、改下
段のバーナに第２の粉砕手段からの高鉄分含有の微粉炭
を供給するようにしたことを特徴とする。
砕する第１の粉砕手段と、高鉄分含有灰を粉砕する第２
の粉砕手段とを設け、ボイラ火炉に設けられている複数
段のバーナのうち最上段の脱硝バーナを含む最下段以外
のバーナに第１の粉砕手段からの微粉炭を供給し、改下
段のバーナに第２の粉砕手段からの高鉄分含有の微粉炭
を供給するようにしたことを特徴とする。
以下、本発明を紀３図に示ずすＳゲれ例に基づいて説明
する。
する。
第３図で、１はボイラ火炉、２．３．４はボイラ火炉１
の下部に設けられたバーナであり３段に構成されている
。下段バーナ２と中段バーナ３はメインバーナを構成し
、上段バーナ４は脱硝バーナを構成する。５は高鉄分含
有灰を収容するバンカ、６は給炭機、７は給炭機６から
送られてきた高鉄分含有灰を粉砕して微粉炭とするミル
である。
の下部に設けられたバーナであり３段に構成されている
。下段バーナ２と中段バーナ３はメインバーナを構成し
、上段バーナ４は脱硝バーナを構成する。５は高鉄分含
有灰を収容するバンカ、６は給炭機、７は給炭機６から
送られてきた高鉄分含有灰を粉砕して微粉炭とするミル
である。
８は予熱空気（二次空気）を導く予熱空気併給ダクト、
９は冷空気（−次空気）を導く冷空気供、袷ダクト、１
０．１１はそれぞれ予熱空気および冷空気を適宜の叩］
合で導入するためのダンパである。１２は、ダンパ１０
．１１を介して送られてきた予熱空気および冷空気をミ
ル７により粉砕された微粉炭に吹き込み、これをバーナ
へ供給する空気ファン、１３はこの微粉炭を酵下段バー
ナ２へ導く燃料ノくイブである。なお、図示されていな
いが、中段ノ（−す３、上段バーナ４には、他のミル系
統により粉砕された低鉄分含有炭の微粉炭が供、恰され
る。
９は冷空気（−次空気）を導く冷空気供、袷ダクト、１
０．１１はそれぞれ予熱空気および冷空気を適宜の叩］
合で導入するためのダンパである。１２は、ダンパ１０
．１１を介して送られてきた予熱空気および冷空気をミ
ル７により粉砕された微粉炭に吹き込み、これをバーナ
へ供給する空気ファン、１３はこの微粉炭を酵下段バー
ナ２へ導く燃料ノくイブである。なお、図示されていな
いが、中段ノ（−す３、上段バーナ４には、他のミル系
統により粉砕された低鉄分含有炭の微粉炭が供、恰され
る。
ここで、各バーナについてさらに述べると、高鉄分含有
層が供給される下段バーナ２に送られる空気の空気比は
約１．０とされ、中段バーナ３および上段バーナ４に送
られる空気の空気比は０．８以下とされる。特に脱硝バ
ーナとなる上段バーナ４の空気比は４・夕めて低い空気
比に選定され、低ＮＯ。
層が供給される下段バーナ２に送られる空気の空気比は
約１．０とされ、中段バーナ３および上段バーナ４に送
られる空気の空気比は０．８以下とされる。特に脱硝バ
ーナとなる上段バーナ４の空気比は４・夕めて低い空気
比に選定され、低ＮＯ。
燃焼の機能を侍たされている。又、バンカ５に収容され
る高鉄分含有層は、石炭灰の軟化温度および溶融温度の
一点から、それが燃焼した場合の灰分中に含まれる秩の
清がｌＯ係以上のものとされる。
る高鉄分含有層は、石炭灰の軟化温度および溶融温度の
一点から、それが燃焼した場合の灰分中に含まれる秩の
清がｌＯ係以上のものとされる。
ミル７によりｒ吸粉炭とされた高鉄分含有層は空気ファ
ン１２により燃料パイプ１３を通って最下段バーナ２へ
供給されて火炉１内に投入される。この最下段バーナ２
においては前述のように′ｚ？気比気化、０であるので
、充分な空気が存在して１愛化雰四気を形成する。した
がって、第１図の曲物Ａオｄよび第２図の曲線１３から
明らかなように、灰分の軟化温度、各種温度が高く１１
ｗ元Ｎ曲気に、ｈｉけるように灰分が軟化、溶融するこ
とかないので、前述のスラッギング対策で充分に対処す
ることができる。一方、上段バーナ４においては、空気
比は（東る めて低い（燃料が過剰に供給さオｔ）ので還元雰囲△ 気を生じ、ボイラとして低ＮＯ８燃焼を達成することが
できる。このように、低ＮＯ８燃焼を行なっても石炭灰
分の軟化温度、溶虫温）呪の低下は防止され、スラッギ
ングを防止することができる。
ン１２により燃料パイプ１３を通って最下段バーナ２へ
供給されて火炉１内に投入される。この最下段バーナ２
においては前述のように′ｚ？気比気化、０であるので
、充分な空気が存在して１愛化雰四気を形成する。した
がって、第１図の曲物Ａオｄよび第２図の曲線１３から
明らかなように、灰分の軟化温度、各種温度が高く１１
ｗ元Ｎ曲気に、ｈｉけるように灰分が軟化、溶融するこ
とかないので、前述のスラッギング対策で充分に対処す
ることができる。一方、上段バーナ４においては、空気
比は（東る めて低い（燃料が過剰に供給さオｔ）ので還元雰囲△ 気を生じ、ボイラとして低ＮＯ８燃焼を達成することが
できる。このように、低ＮＯ８燃焼を行なっても石炭灰
分の軟化温度、溶虫温）呪の低下は防止され、スラッギ
ングを防止することができる。
なお、峙下段バーナには、高鉄分廿有炭とともに他のミ
ル系統からの低鉄分含有炭を同時に４錫給するようにし
ても差し支えない。
ル系統からの低鉄分含有炭を同時に４錫給するようにし
ても差し支えない。
以上述べたように、本発明でｌ・工、性数りσ）バーナ
のうち最下段のバーナへ高鉄分へ−・ｆ１゛炭をイ↓（
，７，Ｈ”７−４−るようにし、最上段のバーナを脱硝
バーナとしたので、ボイラの僧料としてスラッギングな
発生することなく高鉄分含有層を併用することができる
。
のうち最下段のバーナへ高鉄分へ−・ｆ１゛炭をイ↓（
，７，Ｈ”７−４−るようにし、最上段のバーナを脱硝
バーナとしたので、ボイラの僧料としてスラッギングな
発生することなく高鉄分含有層を併用することができる
。
第１ ｉ閾：ｔ６よび第２図は、石１炎灰分中に含まれ
る導 鉄の情に対する石炭灰分の軟化１１Ａ度および蔓ｇ＋ｌ
温 。 う・装置の一部（既略構成図である。
（＃ｌ・・・ボイラ火炉、２・・・下段バーナ、３・
・・中段バーナ、４＠・・上段バーナ、５・・・］くン
カ、６・・・給炭（幾、７・０ミル、１２ＩＩ・・空気
ファン、１３１＠燃料パイプ。 第１２ 才２圃
る導 鉄の情に対する石炭灰分の軟化１１Ａ度および蔓ｇ＋ｌ
温 。 う・装置の一部（既略構成図である。
（＃ｌ・・・ボイラ火炉、２・・・下段バーナ、３・
・・中段バーナ、４＠・・上段バーナ、５・・・］くン
カ、６・・・給炭（幾、７・０ミル、１２ＩＩ・・空気
ファン、１３１＠燃料パイプ。 第１２ 才２圃
Claims (1)
- １、 最上段を脱硝バーナとする複数段のバーナを設け
たボイラ火炉と、低鉄分含有炭を粉砕する第１の粉砕手
段と、この第１の粉砕手段で粉砕された微粉炭を前記バ
ーナの少なくとも最下段以外の各段へ供給する手段と、
高鉄分含有灰を粉砕する第２の粉砕手段と、この第２の
粉砕手段で粉砕された微粉炭を青下段のＭｉ前記バーナ
へ供給する手段とを備えたことを特徴とするボイラ装置
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15851982A JPS5949410A (ja) | 1982-09-11 | 1982-09-11 | ボイラ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15851982A JPS5949410A (ja) | 1982-09-11 | 1982-09-11 | ボイラ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5949410A true JPS5949410A (ja) | 1984-03-22 |
Family
ID=15673510
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15851982A Pending JPS5949410A (ja) | 1982-09-11 | 1982-09-11 | ボイラ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5949410A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63295822A (ja) * | 1987-05-27 | 1988-12-02 | Toshiba Corp | 石炭ガス化コンバインドサイクルの制御装置 |
| JP2007130420A (ja) * | 2005-11-09 | 2007-05-31 | Kowa Co Ltd | ブラシロール |
-
1982
- 1982-09-11 JP JP15851982A patent/JPS5949410A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63295822A (ja) * | 1987-05-27 | 1988-12-02 | Toshiba Corp | 石炭ガス化コンバインドサイクルの制御装置 |
| JP2007130420A (ja) * | 2005-11-09 | 2007-05-31 | Kowa Co Ltd | ブラシロール |
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