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JP6188658B2 - Combustion burner and boiler - Google Patents

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JP6188658B2
JP6188658B2 JP2014194263A JP2014194263A JP6188658B2 JP 6188658 B2 JP6188658 B2 JP 6188658B2 JP 2014194263 A JP2014194263 A JP 2014194263A JP 2014194263 A JP2014194263 A JP 2014194263A JP 6188658 B2 JP6188658 B2 JP 6188658B2
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Description

本発明は、固体燃料と空気を混合して燃焼させる燃焼バーナ、この燃焼バーナにより発生した燃焼ガスにより蒸気を生成するボイラに関するものである。   The present invention relates to a combustion burner that mixes and burns solid fuel and air, and a boiler that generates steam from combustion gas generated by the combustion burner.

従来の石炭焚きボイラは、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置されると共に、上下方向に複数段にわたって配置されている。この燃焼バーナは、石炭が粉砕された微粉炭(燃料)と1次空気(搬送用空気)との混合気が供給されると共に、高温の2次空気が供給され、この混合気と2次空気を火炉内に吹き込むことで火炎を形成し、この火炉内で燃焼可能としている。そして、この火炉は、上部に煙道が連結され、この煙道に排ガスの熱を回収するための過熱器、再熱器、節炭器などが設けられており、火炉での燃焼により発生した排ガスと水との間で熱交換が行われ、蒸気を生成することができる。   Conventional coal-fired boilers have a hollow furnace that is installed in a vertical direction, and a plurality of combustion burners are arranged on the furnace wall along the circumferential direction and arranged in multiple stages in the vertical direction. ing. The combustion burner is supplied with a mixture of pulverized coal (fuel) obtained by pulverizing coal and primary air (carrier air), and also supplied with high-temperature secondary air. The mixture and secondary air are supplied to the combustion burner. Is blown into the furnace to form a flame that can be burned in the furnace. This furnace has a flue connected to the top, and this flue is provided with a superheater, reheater, economizer, etc. for recovering the heat of exhaust gas, and it was generated by combustion in the furnace. Heat exchange is performed between the exhaust gas and water, and steam can be generated.

このような石炭焚きボイラに適用される燃焼バーナとして内部燃焼型バーナがあり例えば、下記特許文献に記載されている。特許文献1に記載された燃焼器バーナは、バーナの内部を複数の段階に分割し、プラズマ発生器と湾曲板を設けたものである。特許文献2に記載された燃焼器バーナは、導管内に複数の予備点火導管を設け、上流側の予備点火導管内に予備点火源を設けたものである。   As a combustion burner applied to such a coal fired boiler, there is an internal combustion type burner, which is described, for example, in the following patent document. The combustor burner described in Patent Document 1 is obtained by dividing the inside of the burner into a plurality of stages and providing a plasma generator and a curved plate. The combustor burner described in Patent Document 2 is provided with a plurality of pre-ignition conduits in a conduit and a pre-ignition source in an upstream pre-ignition conduit.

特表2011−513694号公報Special table 2011-513694 gazette 特表2014−501378号公報Special table 2014-501378 gazette

内部燃焼型バーナは、上述したように、段階的な複数の内部燃焼室を設け、最初の内部燃焼室に供給された微粉炭に対して予備点火源により着火した後、後続の燃焼室で段階的に着火、燃焼させていくものである。そのため、バーナ内部の熱負荷が高い領域で、段階的に燃焼させることから未燃分の低減が可能となり、バーナ部に供給する空気を減らすことでNOx発生の低減も可能となる。ところが、内部燃焼型バーナでは、最初の燃焼室で着火させるため、この燃焼室内に配置された予備点火源をボイラの運転中に常時作動状態とする必要がある。そのため、予備点火源として油バーナやガスバーナを用いる場合、石炭よりも高価な燃料の消費量が増加してしまう。また、予備点火源としてプラズマを用いる場合、プラズマ発生のための電力消費量が多くなると共に、プラズマ電極の消耗が激しくなり、耐久性が低下してしまう。   As described above, the internal combustion burner is provided with a plurality of stepwise internal combustion chambers, ignited by the pre-ignition source for the pulverized coal supplied to the first internal combustion chamber, and then in the subsequent combustion chambers. It is intended to ignite and burn. For this reason, in the region where the heat load inside the burner is high, combustion is performed in stages, so that unburned parts can be reduced, and NOx generation can be reduced by reducing the air supplied to the burner part. However, in the internal combustion type burner, in order to ignite in the first combustion chamber, it is necessary to always keep the pre-ignition source arranged in this combustion chamber in an operating state during operation of the boiler. Therefore, when an oil burner or a gas burner is used as a pre-ignition source, the consumption of fuel that is more expensive than coal increases. In addition, when plasma is used as the pre-ignition source, the power consumption for generating plasma increases, and the plasma electrode is exhausted so that the durability is lowered.

本発明は、上述した課題を解決するものであり、内部燃焼室での着火性を向上することで点火源の使用頻度を低下して運転コストの低減を可能とする燃焼バーナ及びボイラを提供することを目的とする。   The present invention solves the above-described problems, and provides a combustion burner and a boiler capable of reducing the operating cost by reducing the use frequency of the ignition source by improving the ignitability in the internal combustion chamber. For the purpose.

上記の目的を達成するための本発明の燃焼バーナは、固体燃料と燃焼用空気とを混合した燃料ガスを噴出可能な燃料ノズルと、前記燃料ノズル内に設けられる筒形状をなす主燃焼室と、前記主燃焼室に設けられる点火源と、前記燃料ノズル内を流れる燃料ガスを前記主燃焼室に導入可能なガイド部材と、前記主燃焼室での燃焼状態に応じて前記ガイド部材の位置を調整する制御装置と、を有することを特徴とするものである。   In order to achieve the above object, a combustion burner of the present invention comprises a fuel nozzle capable of ejecting a fuel gas in which solid fuel and combustion air are mixed, and a main combustion chamber having a cylindrical shape provided in the fuel nozzle. An ignition source provided in the main combustion chamber, a guide member capable of introducing the fuel gas flowing in the fuel nozzle into the main combustion chamber, and a position of the guide member according to a combustion state in the main combustion chamber And a control device for adjustment.

従って、燃料ノズル内を流れる燃料ガスが主燃焼室に導入されるとき、燃料ガスが点火源により点火されて燃焼し、火炎が燃料ノズルの先端部から噴出される。このとき、制御装置は、主燃焼室での燃焼状態に応じてガイド部材の位置を調整することで、このガイド部材により燃料ガス中の固体燃料を積極的に主燃焼室に導入することができ、主燃焼室における着火性が向上する。その結果、主燃焼室での着火性が向上することで、点火源の使用頻度を低下することができ、運転コストを低減することができる。   Therefore, when the fuel gas flowing through the fuel nozzle is introduced into the main combustion chamber, the fuel gas is ignited and burned by the ignition source, and the flame is ejected from the tip of the fuel nozzle. At this time, the control device can positively introduce the solid fuel in the fuel gas into the main combustion chamber by adjusting the position of the guide member according to the combustion state in the main combustion chamber. The ignitability in the main combustion chamber is improved. As a result, the ignitability in the main combustion chamber is improved, so that the frequency of use of the ignition source can be reduced and the operating cost can be reduced.

本発明の燃焼バーナでは、前記主燃焼室の温度を計測する温度計測器が設けられ、前記制御装置は、前記主燃焼室の温度の上昇に伴って前記点火源の出力を低下させることを特徴としている。   In the combustion burner of the present invention, a temperature measuring device for measuring the temperature of the main combustion chamber is provided, and the control device decreases the output of the ignition source as the temperature of the main combustion chamber increases. It is said.

従って、主燃焼室の温度が上昇すると、主燃焼室での着火性が向上するため、点火源の出力を低下させることができ、点火源の使用頻度を低下して耐久性を向上することができると共に、運転コストを低減することができる。   Therefore, when the temperature of the main combustion chamber rises, the ignitability in the main combustion chamber improves, so the output of the ignition source can be reduced, and the use frequency of the ignition source can be reduced to improve durability. In addition, the operating cost can be reduced.

本発明の燃焼バーナでは、前記制御装置は、前記主燃焼室の温度が予め設定された上限温度以上になると、前記点火源を停止することを特徴としている。   In the combustion burner of the present invention, the control device stops the ignition source when the temperature of the main combustion chamber becomes equal to or higher than a preset upper limit temperature.

従って、主燃焼室の温度が上限温度以上になると、主燃焼室で十分な着火性が確保されるため、点火源を停止することができ、点火源の使用頻度を低下して耐久性を向上することができると共に、運転コストを低減することができる。   Therefore, when the temperature of the main combustion chamber exceeds the upper limit temperature, sufficient ignition performance is secured in the main combustion chamber, so that the ignition source can be stopped and the use frequency of the ignition source is reduced to improve durability. In addition, the operating cost can be reduced.

本発明の燃焼バーナでは、前記制御装置は、前記主燃焼室の温度が予め設定された下限温度以下になると、前記主燃焼室に導入される固体燃料量が増加するように前記ガイド部材の位置を調整することを特徴としている。   In the combustion burner according to the present invention, the control device may position the guide member so that the amount of solid fuel introduced into the main combustion chamber increases when the temperature of the main combustion chamber is equal to or lower than a preset lower limit temperature. It is characterized by adjusting.

従って、主燃焼室の温度が下限温度以下になると、ガイド部材の位置を調整することで、主燃焼室に導入される固体燃料量を増加させるため、主燃焼室での着火性を上げて適正な火炎を形成することができる。   Therefore, when the temperature of the main combustion chamber falls below the lower limit temperature, the amount of solid fuel introduced into the main combustion chamber is increased by adjusting the position of the guide member. Can form a perfect flame.

本発明の燃焼バーナでは、前記主燃焼室における燃料ガスの流れ方向の下流側端部に軸心側に循環する循環流を形成する保炎器が設けられることを特徴としている。   The combustion burner according to the present invention is characterized in that a flame holder that forms a circulating flow that circulates axially is provided at the downstream end in the flow direction of the fuel gas in the main combustion chamber.

従って、主燃焼室内を流れる燃料ガスは、保炎器により軸心側に循環する循環流が形成されることとなり、主燃焼室内での着火性を向上することができる。   Therefore, the fuel gas flowing in the main combustion chamber forms a circulating flow that circulates to the axial center side by the flame holder, and the ignitability in the main combustion chamber can be improved.

本発明の燃焼バーナでは、前記主燃焼室の内壁面に耐火部材が設けられることを特徴としている。   In the combustion burner of the present invention, a fireproof member is provided on the inner wall surface of the main combustion chamber.

従って、主燃焼室の内壁面に耐火部材を設けることで、主燃焼室内での温度を上昇させることができ、着火性を向上することができる。   Therefore, by providing a refractory member on the inner wall surface of the main combustion chamber, the temperature in the main combustion chamber can be raised, and the ignitability can be improved.

本発明の燃焼バーナでは、前記主燃焼室における燃料ガスの流れ方向の下流側端部の外側に所定隙間を空けて重なるように筒形状をなす副燃焼室が設けられ、前記主燃焼室及び前記副燃焼室は、前記燃料ノズルの中心位置に配置されることを特徴としている。   In the combustion burner of the present invention, a sub-combustion chamber having a cylindrical shape is provided outside the downstream end portion in the fuel gas flow direction in the main combustion chamber so as to overlap with a predetermined gap, and the main combustion chamber and the The auxiliary combustion chamber is arranged at the center position of the fuel nozzle.

従って、主燃焼室の下流側に副燃焼室を設け、この主燃焼室と副燃焼室を燃料ノズルの中心位置に配置することで、着火性を向上することができる。   Therefore, the ignitability can be improved by providing a sub-combustion chamber on the downstream side of the main combustion chamber and disposing the main combustion chamber and the sub-combustion chamber at the center position of the fuel nozzle.

本発明の燃焼バーナでは、前記燃料ノズルは、水平方向に沿って配設され、基端部に鉛直方向に沿って配設される固体燃料供給管の上端部が連結され、前記ガイド部材は、前記主燃焼室における燃料ガスの流れ方向の上流側で、且つ、前記主燃焼室より鉛直方向の上方側に配置されることを特徴としている。   In the combustion burner of the present invention, the fuel nozzle is disposed along a horizontal direction, and an upper end portion of a solid fuel supply pipe disposed along a vertical direction is connected to a base end portion. In the main combustion chamber, the fuel gas is arranged on the upstream side in the flow direction and on the upper side in the vertical direction from the main combustion chamber.

従って、固体燃料供給管から燃料ノズルに流れる燃料ガス中の固体燃料は、遠心力により燃料ノズルの上方に偏って流れるため、この位置にガイド部材を配置することで、固体燃料を効率良く主燃焼室内に導入することができる。   Therefore, since the solid fuel in the fuel gas flowing from the solid fuel supply pipe to the fuel nozzle flows biased above the fuel nozzle due to the centrifugal force, the solid fuel is efficiently burned by arranging the guide member at this position. It can be introduced indoors.

本発明の燃焼バーナでは、前記燃料ノズル及び前記主燃焼室は、四角筒形状をなすことを特徴としている。   In the combustion burner according to the present invention, the fuel nozzle and the main combustion chamber have a rectangular tube shape.

従って、燃料ノズルと主燃焼室を四角筒形状とすることで、安定した火炎を形成することができる。   Therefore, a stable flame can be formed by making the fuel nozzle and the main combustion chamber into a square cylinder shape.

また、本発明のボイラは、中空形状をなして鉛直方向に沿って設置される火炉と、前記燃焼バーナを有する燃焼装置と、前記火炉で発生した排ガスから熱を回収する煙道と、を有することを特徴とするものである。   Further, the boiler of the present invention has a furnace having a hollow shape and installed in the vertical direction, a combustion apparatus having the combustion burner, and a flue for recovering heat from the exhaust gas generated in the furnace. It is characterized by this.

従って、燃焼バーナにおける主燃焼室での着火性を向上することで、点火源の使用頻度を低下することができ、運転コストを低減することができる。   Therefore, by improving the ignitability in the main combustion chamber in the combustion burner, the use frequency of the ignition source can be reduced, and the operating cost can be reduced.

本発明の燃焼バーナ及びボイラによれば、燃料ノズル内を流れる燃料ガスを主燃焼室に導入可能なガイド部材を設け、主燃焼室での燃焼状態に応じてガイド部材の位置を調整するので、ガイド部材により燃料ガス中の固体燃料を積極的に主燃焼室に導入することができ、主燃焼室における着火性が向上し、点火源の使用頻度を低下することができ、運転コストを低減することができる。   According to the combustion burner and boiler of the present invention, a guide member capable of introducing the fuel gas flowing in the fuel nozzle into the main combustion chamber is provided, and the position of the guide member is adjusted according to the combustion state in the main combustion chamber. The solid fuel in the fuel gas can be actively introduced into the main combustion chamber by the guide member, the ignitability in the main combustion chamber can be improved, the frequency of use of the ignition source can be reduced, and the operating cost can be reduced. be able to.

図1は、第1実施形態の燃焼バーナを表す概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a combustion burner according to the first embodiment. 図2は、燃焼バーナの概略正面図である。FIG. 2 is a schematic front view of the combustion burner. 図3は、起動状態を表す燃焼バーナの概略図である。FIG. 3 is a schematic view of a combustion burner representing an activated state. 図4は、第1実施形態の石炭焚きボイラを表す概略構成図である。FIG. 4 is a schematic configuration diagram illustrating the coal-fired boiler according to the first embodiment. 図5は、石炭焚きボイラにおける燃焼バーナの平面図である。FIG. 5 is a plan view of a combustion burner in a coal fired boiler. 図6は、第2実施形態の燃焼バーナを表す概略図である。FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a combustion burner according to the second embodiment. 図7は、燃焼バーナの概略正面図である。FIG. 7 is a schematic front view of the combustion burner. 図8は、第3実施形態の燃焼バーナを表す概略図である。FIG. 8 is a schematic diagram illustrating a combustion burner according to the third embodiment. 図9は、第4実施形態の燃焼バーナを表す概略図である。FIG. 9 is a schematic diagram illustrating a combustion burner according to the fourth embodiment.

以下に添付図面を参照して、本発明に係る燃焼バーナ及びボイラの好適な実施形態を詳細に説明する。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。   Exemplary embodiments of a combustion burner and a boiler according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, this invention is not limited by this embodiment, and when there are two or more embodiments, what comprises combining each embodiment is also included.

[第1実施形態]
図4は、第1実施形態の石炭焚きボイラを表す概略構成図、図5は、石炭焚きボイラにおける燃焼バーナの平面図である。
[First Embodiment]
FIG. 4 is a schematic configuration diagram illustrating the coal burning boiler according to the first embodiment, and FIG. 5 is a plan view of a combustion burner in the coal burning boiler.

第1実施形態のボイラは、石炭(瀝青炭、亜瀝青炭など)を粉砕した微粉炭を微粉燃料(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することが可能な微粉炭焚きボイラである。   The boiler according to the first embodiment uses pulverized coal obtained by pulverizing coal (bituminous coal, subbituminous coal, etc.) as pulverized fuel (solid fuel), burns the pulverized coal with a combustion burner, and recovers heat generated by the combustion. It is a pulverized coal fired boiler that can.

この第1実施形態において、図4に示すように、石炭焚きボイラ10は、コンベンショナルボイラであって、火炉11と燃焼装置12とを有している。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、この火炉11を構成する火炉壁が伝熱管により構成されている。   In this 1st Embodiment, as shown in FIG. 4, the coal burning boiler 10 is a conventional boiler, Comprising: The furnace 11 and the combustion apparatus 12 are provided. The furnace 11 has a rectangular hollow shape and is installed along the vertical direction. The furnace wall constituting the furnace 11 is constituted by a heat transfer tube.

燃焼装置12は、この火炉11を構成する火炉壁(伝熱管)の下部に設けられている。この燃焼装置12は、火炉壁に装着された複数の燃焼バーナ21,22,23,24,25を有している。そして、燃焼装置12は、周方向に沿って4個の燃焼バーナが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5セット、つまり、5段配置されている。なお、この燃焼バーナ21,22,23,24,25は、CCF(Circular Corner Firing)燃焼方式であり、火炉11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。   The combustion device 12 is provided in a lower part of a furnace wall (heat transfer tube) constituting the furnace 11. This combustion apparatus 12 has a plurality of combustion burners 21, 22, 23, 24, 25 mounted on the furnace wall. And the combustion apparatus 12 is arrange | positioned as 5 sets along the vertical direction, ie, 5 steps | paragraphs, as one set in which the four combustion burners were arrange | positioned at equal intervals along the circumferential direction. The combustion burners 21, 22, 23, 24 and 25 are a CCF (Circular Corner Filling) combustion system, and the shape of the furnace 11, the number of combustion burners in one stage, and the number of stages are limited to this embodiment. It is not a thing.

各燃焼バーナ21,22,23,24,25は、微粉炭供給管26,27,28,29,30を介して微粉炭機(ミル)31,32,33,34,35に連結されている。この微粉炭機31,32,33,34,35は、図示しないが、ハウジング内に鉛直方向に沿った回転軸心をもって粉砕テーブルが駆動回転可能に支持され、この粉砕テーブルの上方に複数の粉砕ローラが粉砕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。従って、石炭が複数の粉砕ローラと粉砕テーブルとの間に投入されると、ここで所定の大きさまで粉砕され、搬送用空気(1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。   Each combustion burner 21, 22, 23, 24, 25 is connected to a pulverized coal machine (mill) 31, 32, 33, 34, 35 via a pulverized coal supply pipe 26, 27, 28, 29, 30. . Although not shown, the pulverized coal machines 31, 32, 33, 34, and 35 are supported in a housing so that the pulverization table can be driven to rotate with a rotation axis along the vertical direction, and a plurality of pulverizations are provided above the pulverization table. A roller is configured to be rotatably supported in conjunction with the rotation of the grinding table. Accordingly, when coal is introduced between a plurality of crushing rollers and a crushing table, the pulverized coal supplied to the pulverized coal supply pipe 26 is pulverized to a predetermined size and classified by transporting air (primary air). 27, 28, 29, 30 can be supplied to the combustion burners 21, 22, 23, 24, 25.

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おり、この空気ダクト37は、他端部に送風機38が装着されている。従って、送風機38により送られた燃焼用空気(2次空気)を空気ダクト37から風箱36に供給し、この風箱36から各燃焼バーナ21,22,23,24,25に供給することができる。   In the furnace 11, a wind box 36 is provided at a mounting position of each combustion burner 21, 22, 23, 24, 25, and one end portion of an air duct 37 is connected to the wind box 36. Is equipped with a blower 38 at the other end. Therefore, the combustion air (secondary air) sent by the blower 38 is supplied from the air duct 37 to the wind box 36 and supplied from the wind box 36 to the combustion burners 21, 22, 23, 24, 25. it can.

ここで、燃焼装置12について詳細に説明するが、この燃焼装置12を構成する各燃焼バーナ21,22,23,24,25は、ほぼ同様の構成をなしていることから、最上段に位置する燃焼バーナ21についてのみ説明する。   Here, although the combustion apparatus 12 is demonstrated in detail, since each combustion burner 21, 22, 23, 24, 25 which comprises this combustion apparatus 12 has comprised the substantially the same structure, it is located in the uppermost stage. Only the combustion burner 21 will be described.

燃焼バーナ21は、図5に示すように、火炉11における4つの角部に設けられる燃焼バーナ21a,21b,21c,21dから構成されている。各燃焼バーナ21a,21b,21c,21dは、微粉炭供給管26から分岐した各分岐管26a,26b,26c,26dが連結されると共に、空気ダクト37から分岐した各分岐管37a,37b,37c,37dが連結されている。   As shown in FIG. 5, the combustion burner 21 includes combustion burners 21 a, 21 b, 21 c, and 21 d provided at four corners in the furnace 11. Each combustion burner 21a, 21b, 21c, 21d is connected to each branch pipe 26a, 26b, 26c, 26d branched from the pulverized coal supply pipe 26, and each branch pipe 37a, 37b, 37c branched from the air duct 37. , 37d are connected.

従って、火炉11の各角部にある各燃焼バーナ21a,21b,21c,21dは、火炉11に対して、微粉炭と搬送用空気が混合した微粉燃料混合気(燃料ガス)を吹き込むと共に、その微粉燃料混合気の外側に燃焼用空気を吹き込む。そして、各燃焼バーナ21a,21b,21c,21dからの微粉燃料混合気に着火することで、4つの火炎F1,F2,F3,F4を形成することができ、この火炎F1,F2,F3,F4は、火炉11の上方から見て(図5にて)反時計回り方向に旋回する火炎旋回流となる。   Therefore, each combustion burner 21a, 21b, 21c, 21d at each corner of the furnace 11 blows into the furnace 11 a pulverized fuel mixture (fuel gas) in which pulverized coal and carrier air are mixed, Combustion air is blown outside the pulverized fuel mixture. Then, by igniting the pulverized fuel mixture from each combustion burner 21a, 21b, 21c, 21d, four flames F1, F2, F3, F4 can be formed, and this flame F1, F2, F3, F4. Is a flame swirl flow swirling counterclockwise as viewed from above the furnace 11 (in FIG. 5).

また、図4に示すように、火炉11は、燃焼装置12の上段部に追加燃焼用空気供給装置41が設けられている。この追加燃焼用空気供給装置41は、火炉壁11aに装着された複数の追加燃焼用空気ノズル42を有している。この追加燃焼用空気ノズル42は、周方向に沿って4個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1セット、つまり、1段配置されている。即ち、追加燃焼用空気供給装置41(追加燃焼用空気ノズル42)は、火炉11における燃焼バーナ21の装着位置より上方に配置されている。この追加燃焼用空気供給装置41は、火炉11に対して追加燃焼用空気(Over Fire Air)を吹き込むものである。そして、この追加燃焼用空気ノズル42は、空気ダクト37から分岐した第1分岐空気ダクト43の端部が連結されている。   Further, as shown in FIG. 4, the furnace 11 is provided with an additional combustion air supply device 41 at the upper stage of the combustion device 12. The additional combustion air supply device 41 has a plurality of additional combustion air nozzles 42 attached to the furnace wall 11a. The additional combustion air nozzles 42 are arranged as four sets at equal intervals along the circumferential direction, and one set, ie, one stage, is arranged along the vertical direction. That is, the additional combustion air supply device 41 (additional combustion air nozzle 42) is disposed above the mounting position of the combustion burner 21 in the furnace 11. The additional combustion air supply device 41 blows in additional combustion air (Over Fire Air) into the furnace 11. The additional combustion air nozzle 42 is connected to the end of the first branch air duct 43 branched from the air duct 37.

従って、送風機38により送られた燃焼用空気を第1分岐空気ダクト43から追加燃焼用空気ノズル42に供給することができる。そして、追加燃焼用空気ノズル42は、燃焼バーナ21,22,23,24,25が吹き込んだ微粉燃料混合気の上方に追加燃焼用空気を吹き込むことができる。   Therefore, the combustion air sent by the blower 38 can be supplied from the first branch air duct 43 to the additional combustion air nozzle 42. Further, the additional combustion air nozzle 42 can blow additional combustion air above the pulverized fuel mixture blown by the combustion burners 21, 22, 23, 24, 25.

火炉11は、燃焼装置12及び追加燃焼用空気供給装置41より上方に追加空気供給装置51が設けられている。この追加空気供給装置51は、火炉壁11aに装着された複数の追加空気ノズル52を有している。この追加空気ノズル52は、周方向に沿って4個均等間隔で配設されたものが1セット、つまり、1段配置されている。即ち、追加空気供給装置51(追加空気ノズル52)は、火炉11における燃焼バーナ21の装着位置より所定距離だけ上方に配置されている。この追加空気供給装置51は、火炉11に対して追加空気(Additional Air)を吹き込むものである。即ち、追加空気ノズル52は、燃焼バーナ21,22,23,24,25と同様に、火炉11における4つの角部に設けられる複数の追加空気ノズルから構成されており、火炎旋回流と同様の追加空気旋回流を形成する。そして、この追加空気ノズル52は、空気ダクト37から分岐した第2分岐空気ダクト53の端部が連結されている。   The furnace 11 is provided with an additional air supply device 51 above the combustion device 12 and the additional combustion air supply device 41. The additional air supply device 51 has a plurality of additional air nozzles 52 mounted on the furnace wall 11a. One set of the additional air nozzles 52 arranged at equal intervals along the circumferential direction, that is, one stage is arranged. In other words, the additional air supply device 51 (additional air nozzle 52) is disposed above the mounting position of the combustion burner 21 in the furnace 11 by a predetermined distance. The additional air supply device 51 blows additional air (Additional Air) into the furnace 11. That is, the additional air nozzle 52 is composed of a plurality of additional air nozzles provided at four corners in the furnace 11, similar to the combustion burners 21, 22, 23, 24, 25, and is similar to the flame swirl flow. An additional air swirl is formed. The additional air nozzle 52 is connected to the end of a second branch air duct 53 branched from the air duct 37.

従って、送風機38により送られた燃焼用空気を第2分岐空気ダクト53から追加空気ノズル52に供給することができる。そして、追加空気ノズル52は、追加燃焼用空気ノズル42が吹き込んだ追加燃焼用空気の上方に追加空気を吹き込むことができる。   Therefore, the combustion air sent by the blower 38 can be supplied from the second branch air duct 53 to the additional air nozzle 52. The additional air nozzle 52 can blow additional air above the additional combustion air blown by the additional combustion air nozzle 42.

上述したように、燃焼バーナ21,22,23,24,25は、微粉炭と搬送用空気が混合した微粉燃料混合気(燃料ガス)及び2次空気を火炉11内に向けて吹き込むことで火炎旋回流を形成することができる。また、追加燃焼用空気ノズル42は、燃焼バーナ21,22,23,24,25の上段で、追加燃焼用空気を火炉11内に向けて吹き込むことができる。また、追加空気ノズル52は、追加燃焼用空気ノズル42の上方で、追加空気を火炉11内に向けて吹き込むことができる。   As described above, the combustion burners 21, 22, 23, 24, and 25 are flames by blowing pulverized fuel mixture (fuel gas) mixed with pulverized coal and carrier air and secondary air into the furnace 11. A swirling flow can be formed. The additional combustion air nozzle 42 can blow additional combustion air into the furnace 11 at the upper stage of the combustion burners 21, 22, 23, 24, 25. Further, the additional air nozzle 52 can blow additional air into the furnace 11 above the additional combustion air nozzle 42.

そして、火炉11は、上部に煙道70が連結されており、この煙道70に、排ガスの熱を回収するための過熱器(スーパーヒータ)71,72,73、再熱器(リヒータ)74,75、節炭器(エコノマイザ)76,77が設けられており、火炉11での燃焼で発生した排ガスと水との間で熱交換が行われる。   The furnace 11 has a flue 70 connected to the upper portion thereof, and superheaters (superheaters) 71, 72, 73 and a reheater (reheater) 74 for recovering the heat of the exhaust gas. 75, economizers 76 and 77, and heat exchange is performed between the exhaust gas generated by the combustion in the furnace 11 and water.

煙道70は、その下流側に熱交換を行った排ガスが排出されるガスダクト78が連結されている。このガスダクト78は、空気ダクト37との間にエアヒータ79が設けられ、空気ダクト37を流れる空気と、ガスダクト78を流れる排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を昇温することができる。   The flue 70 is connected to a gas duct 78 to which the exhaust gas subjected to heat exchange is discharged downstream. This gas duct 78 is provided with an air heater 79 between the air duct 37 and performs heat exchange between the air flowing through the air duct 37 and the exhaust gas flowing through the gas duct 78, and the combustion burners 21, 22, 23, 24, The temperature of the combustion air supplied to 25 can be raised.

そして、ガスダクト78は、図示しないが、脱硝装置、電気集塵機、誘引送風機、脱硫装置が設けられ、下流端部に煙突が設けられている。   Although not shown, the gas duct 78 is provided with a denitration device, an electrostatic precipitator, an induction blower, and a desulfurization device, and a chimney is provided at the downstream end.

このように構成された石炭焚きボイラ10にて、燃焼バーナ21,22,23,24,25は、内部燃焼型燃焼バーナが適用されている。図1は、第1実施形態の燃焼バーナを表す概略図、図2は、燃焼バーナの概略正面図、図3は、起動状態を表す燃焼バーナの概略図である。   In the coal fired boiler 10 configured as described above, the internal combustion type combustion burner is applied to the combustion burners 21, 22, 23, 24, and 25. FIG. 1 is a schematic view showing a combustion burner according to the first embodiment, FIG. 2 is a schematic front view of the combustion burner, and FIG. 3 is a schematic view of the combustion burner showing an activated state.

燃焼バーナ21(21a,21b,21c,21d)は、図1及び図2に示すように、燃料ノズル101と、主燃焼室102と、副燃焼室103,104と、点火源105と、ガイド部材106,107とを有している。   As shown in FIGS. 1 and 2, the combustion burner 21 (21a, 21b, 21c, 21d) includes a fuel nozzle 101, a main combustion chamber 102, auxiliary combustion chambers 103, 104, an ignition source 105, and a guide member. 106, 107.

燃料ノズル101は、四角筒形状をなし、微粉燃料と燃焼用空気とを混合した微粉燃料混合気を噴出することができる。この燃料ノズル101は、水平方向に沿って配設され、基端部に鉛直方向に沿って配設される微粉炭供給管26の上端部が連結されている。この場合、微粉炭供給管26は、円筒形状をなすことから、この微粉炭供給管26は、先端部が円筒形状から四角筒形状に変形しながら燃料ノズル101に連結される。   The fuel nozzle 101 has a rectangular tube shape and can eject a finely divided fuel mixture obtained by mixing finely divided fuel and combustion air. The fuel nozzle 101 is disposed along the horizontal direction, and the upper end portion of the pulverized coal supply pipe 26 disposed along the vertical direction is connected to the base end portion. In this case, since the pulverized coal supply pipe 26 has a cylindrical shape, the pulverized coal supply pipe 26 is connected to the fuel nozzle 101 while its tip portion is deformed from a cylindrical shape to a square cylindrical shape.

主燃焼室102は、燃料ノズル101より小さい四角筒形状をなし、燃料ノズル101内に配置され、複数のステイ111により燃料ノズル101の内壁面に支持されている。副燃焼室103は、燃料ノズル101より小さく、主燃焼室102より大きい四角筒形状をなし、燃料ノズル101内に配置され、複数のステイ112により燃料ノズル101の内壁面に支持されている。副燃焼室104は、燃料ノズル101より小さく、副燃焼室103より大きい四角筒形状をなし、燃料ノズル101内に配置され、複数のステイ113により燃料ノズル101の内壁面に支持されている。   The main combustion chamber 102 has a rectangular cylinder shape smaller than the fuel nozzle 101, is disposed in the fuel nozzle 101, and is supported on the inner wall surface of the fuel nozzle 101 by a plurality of stays 111. The sub-combustion chamber 103 is smaller than the fuel nozzle 101 and has a rectangular cylinder shape larger than the main combustion chamber 102, is disposed in the fuel nozzle 101, and is supported on the inner wall surface of the fuel nozzle 101 by a plurality of stays 112. The sub-combustion chamber 104 is smaller than the fuel nozzle 101 and has a rectangular cylinder shape larger than the sub-combustion chamber 103, is disposed in the fuel nozzle 101, and is supported on the inner wall surface of the fuel nozzle 101 by a plurality of stays 113.

主燃焼室102と副燃焼室103,104は、燃料ノズル101内で微粉燃料混合気の流れ方向に沿って一部が重なるように直列に配置されている。即ち、主燃焼室102における微粉燃料混合気の流れ方向の下流側端部の外側に所定隙間を空けて重なるように副燃焼室103が設けられている。また、副燃焼室103における微粉燃料混合気の流れ方向の下流側端部の外側に所定隙間を空けて重なるように副燃焼室104が設けられている。そして、主燃焼室102と副燃焼室103,104は、燃料ノズル101の中心位置に配置され、副燃焼室104の端部が燃料ノズル101の先端部と同位置に設定されている。   The main combustion chamber 102 and the sub-combustion chambers 103 and 104 are arranged in series so as to partially overlap in the fuel nozzle 101 along the flow direction of the pulverized fuel mixture. That is, the auxiliary combustion chamber 103 is provided outside the downstream end of the main combustion chamber 102 in the flow direction of the pulverized fuel mixture so as to overlap with a predetermined gap. A sub-combustion chamber 104 is provided outside the downstream end of the sub-combustion chamber 103 in the flow direction of the pulverized fuel mixture so as to overlap with a predetermined gap. The main combustion chamber 102 and the sub-combustion chambers 103 and 104 are disposed at the center position of the fuel nozzle 101, and the end of the sub-combustion chamber 104 is set at the same position as the tip of the fuel nozzle 101.

点火源105は、燃料ノズル101の壁部を貫通し、先端部が主燃焼室102内に配置されている。この場合、点火源105は、点火栓を燃料ノズル101内における微粉燃料混合気の流れ方向の上流位置に位置させることが望ましい。点火源105は、例えば、油バーナ、ガスバーナ、プラズマ点火装置などであり、主燃焼室102を流れる微粉燃料混合気に着火することができる。   The ignition source 105 passes through the wall portion of the fuel nozzle 101, and the tip portion is disposed in the main combustion chamber 102. In this case, it is desirable for the ignition source 105 to place the ignition plug at an upstream position in the fuel nozzle 101 in the flow direction of the pulverized fuel mixture. The ignition source 105 is, for example, an oil burner, a gas burner, a plasma ignition device, or the like, and can ignite the pulverized fuel mixture flowing in the main combustion chamber 102.

ガイド部材106,107は、燃料ノズル101内を流れる微粉燃料混合気、特に、微粉燃料を主燃焼室102に導入するものである。ガイド部材106は、主燃焼室102における微粉燃料混合気の流れ方向の上流側で、且つ、主燃焼室102より鉛直方向の上方側に配置されている。一方、ガイド部材107は、主燃焼室102における微粉燃料混合気の流れ方向の上流側で、且つ、主燃焼室102より鉛直方向の下方側に配置されている。ガイド部材106,107は、上下に対向して配置されている。   The guide members 106 and 107 are for introducing the pulverized fuel mixture flowing in the fuel nozzle 101, particularly the pulverized fuel, into the main combustion chamber 102. The guide member 106 is disposed on the upstream side in the flow direction of the pulverized fuel mixture in the main combustion chamber 102 and on the upper side in the vertical direction from the main combustion chamber 102. On the other hand, the guide member 107 is disposed on the upstream side in the flow direction of the pulverized fuel mixture in the main combustion chamber 102 and on the lower side in the vertical direction from the main combustion chamber 102. The guide members 106 and 107 are arranged to face each other in the vertical direction.

ガイド部材106,107は、同様の構成をなしている。ガイド部材106,107は、支持軸121、122の外周部に2枚の板材が固定されたバタフライ形状をなして構成され、支持軸121、122が燃料ノズル101の左右の壁部に回動自在に支持されている。そして、支持軸121、122は、駆動装置123,124が駆動連結され、この駆動装置123,124によりガイド部材106,107を回動することができる。   The guide members 106 and 107 have the same configuration. The guide members 106 and 107 are formed in a butterfly shape in which two plate members are fixed to the outer peripheral portions of the support shafts 121 and 122, and the support shafts 121 and 122 are rotatable on the left and right wall portions of the fuel nozzle 101. It is supported by. The support shafts 121 and 122 are drivingly connected to drive devices 123 and 124, and the guide members 106 and 107 can be rotated by the drive devices 123 and 124.

制御装置125は、駆動装置123,124を駆動制御可能であり、主燃焼室102での燃焼状態に応じてガイド部材106,107の位置、つまり、回動角度を調整することができる。この場合、主燃焼室102は、微粉燃料混合気の流れ方向の下流側の内壁面に温度計測器126が設けられており、温度計測器126は、計測した主燃焼室102内の温度を制御装置125に出力する。すると、制御装置125は、主燃焼室102内の温度に基づいて駆動装置123,124を駆動制御し、ガイド部材106,107を最適角度に調整する。即ち、制御装置125は、主燃焼室102内の温度に基づいてガイド部材106,107の角度を調整することで、主燃焼室102に導入される微粉燃料混合気の量、即ち、微粉燃料の量を調整する。   The control device 125 can drive and control the drive devices 123 and 124, and can adjust the positions of the guide members 106 and 107, that is, the rotation angle, according to the combustion state in the main combustion chamber 102. In this case, the main combustion chamber 102 is provided with a temperature measuring device 126 on the inner wall surface on the downstream side in the flow direction of the pulverized fuel mixture, and the temperature measuring device 126 controls the measured temperature in the main combustion chamber 102. Output to the device 125. Then, the control device 125 drives and controls the drive devices 123 and 124 based on the temperature in the main combustion chamber 102 and adjusts the guide members 106 and 107 to the optimum angle. In other words, the control device 125 adjusts the angle of the guide members 106 and 107 based on the temperature in the main combustion chamber 102, so that the amount of the pulverized fuel mixture introduced into the main combustion chamber 102, that is, the pulverized fuel Adjust the amount.

具体的に、制御装置125は、主燃焼室102の温度の上昇に伴って点火源105の出力を低下させる。また、制御装置125は、主燃焼室102の温度が予め設定された上限温度以上になると、点火源105を停止する。更に、制御装置125は、主燃焼室102の温度が予め設定された下限温度以下になると、主燃焼室102に導入される微粉燃料混合気(微粉燃料)の量が増加するようにガイド部材106,107の角度を調整する。   Specifically, the control device 125 decreases the output of the ignition source 105 as the temperature of the main combustion chamber 102 increases. Further, the control device 125 stops the ignition source 105 when the temperature of the main combustion chamber 102 becomes equal to or higher than a preset upper limit temperature. Further, the controller 125 guides the guide member 106 so that the amount of the fine fuel mixture (fine fuel) introduced into the main combustion chamber 102 increases when the temperature of the main combustion chamber 102 falls below a preset lower limit temperature. , 107 are adjusted.

ここで、石炭焚きボイラ10の動作について説明する。   Here, the operation of the coal fired boiler 10 will be described.

図4に示すように、微粉炭機31,32,33,34,35が駆動すると、粉砕された微粉炭が搬送用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。また、加熱された燃焼用空気が空気ダクト37から分岐した各分岐空気ダクト43,53により追加燃焼用空気ノズル42と追加空気ノズル52に供給される。   As shown in FIG. 4, when the pulverized coal machines 31, 32, 33, 34, 35 are driven, the pulverized pulverized coal together with the conveying air passes through the pulverized coal supply pipes 26, 27, 28, 29, 30 and the combustion burner 21. , 22, 23, 24, 25. Also, heated combustion air is supplied from the air duct 37 to the combustion burners 21, 22, 23, 24, 25 via the wind box 36. Further, the heated combustion air is supplied to the additional combustion air nozzle 42 and the additional air nozzle 52 by the branched air ducts 43 and 53 branched from the air duct 37.

すると、燃焼バーナ21,22,23,24,25は、微粉炭と搬送用空気とが混合した微粉燃料混合気と2次空気を火炉11に吹き込み、このときに着火することで燃焼領域Aに火炎旋回流を形成することができる。   Then, the combustion burners 21, 22, 23, 24, 25 blow the pulverized fuel mixture mixture of pulverized coal and carrier air and the secondary air into the furnace 11, and ignite at this time to enter the combustion region A. A flame swirl can be formed.

即ち、燃焼バーナ21,22,23,24,25の起動時、図1及び図2に示すように、制御装置125は、駆動装置123,124を駆動制御することで、ガイド部材106,107の角度が燃料ノズル101の軸心方向(微粉燃料混合気の流れ方向)と平行になるように調整する。すると、微粉燃料混合気は、燃料ノズル101内を軸方向に流れ、その一部が主燃焼室102内に入り込む。このとき、点火源105を作動することで、主燃焼室102内を流れる微粉燃料混合気に着火する。すると、主燃焼室102内にて火炎が形成され、この火炎が副燃焼室103,104側に延びる。燃料ノズル101内を軸方向に流れる微粉燃料混合気は、主燃焼室102と副燃焼室103との隙間から副燃焼室103に入り込むと共に、副燃焼室103,104の間から副燃焼室104に入り込む。そのため、主燃焼室102で形成された火炎により副燃焼室103,104を流れる微粉燃料混合気に着火する。その結果、燃料ノズル101の先端部から火炎を噴出することができる。   That is, when the combustion burners 21, 22, 23, 24, 25 are started, as shown in FIGS. 1 and 2, the control device 125 controls the drive devices 123, 124 to drive the guide members 106, 107. The angle is adjusted to be parallel to the axial direction of the fuel nozzle 101 (the flow direction of the pulverized fuel mixture). Then, the pulverized fuel mixture flows in the fuel nozzle 101 in the axial direction, and a part thereof enters the main combustion chamber 102. At this time, the ignition source 105 is operated to ignite the pulverized fuel mixture flowing in the main combustion chamber 102. Then, a flame is formed in the main combustion chamber 102, and this flame extends toward the auxiliary combustion chambers 103 and 104. The pulverized fuel mixture flowing in the fuel nozzle 101 in the axial direction enters the auxiliary combustion chamber 103 through the gap between the main combustion chamber 102 and the auxiliary combustion chamber 103 and enters the auxiliary combustion chamber 104 from between the auxiliary combustion chambers 103 and 104. Get in. Therefore, the pulverized fuel mixture flowing in the auxiliary combustion chambers 103 and 104 is ignited by the flame formed in the main combustion chamber 102. As a result, a flame can be ejected from the tip of the fuel nozzle 101.

その後、燃料ノズル101の先端部から噴出される火炎が安定すると、ボイラ10は、通常運転モードとなる。すると、図2及び図3に示すように、制御装置125は、駆動装置123,124を駆動制御することで、ガイド部材106,107が主燃焼室102側に向くように角度を調整する。すると、微粉燃料混合気は、燃料ノズル101内の内壁面に沿って流れる微粉燃料がガイド部材106,107により案内されて主燃焼室102内に入り込む。すると、主燃焼室102内で、微粉燃料混合気における微粉燃料の濃度が高くなり、熱負荷が増加することで燃焼温度が上昇し、着火性がよくなる。   Thereafter, when the flame ejected from the tip of the fuel nozzle 101 is stabilized, the boiler 10 enters the normal operation mode. Then, as shown in FIGS. 2 and 3, the control device 125 controls the driving devices 123 and 124 to adjust the angle so that the guide members 106 and 107 face the main combustion chamber 102. Then, the pulverized fuel mixture enters the main combustion chamber 102 as the pulverized fuel flowing along the inner wall surface in the fuel nozzle 101 is guided by the guide members 106 and 107. Then, in the main combustion chamber 102, the concentration of the pulverized fuel in the pulverized fuel mixture increases, and the heat load increases to increase the combustion temperature and improve the ignitability.

そのため、制御装置125は、主燃焼室102の温度の上昇に伴って点火源105の出力を低下させる。その後、制御装置125は、主燃焼室102の温度が上限温度以上になると、点火源105を停止する。その結果、点火源105の作動時間が短くなり、点火源105を作動させるエネルギを減少することができ、ボイラ10の運転コストが低減される。また、このとき、制御装置125は、主燃焼室102の温度が下限温度以下になると、主燃焼室102に導入される微粉燃料混合気(微粉燃料)の量が増加するようにガイド部材106,107の角度を調整する。この場合、ボイラ10が通常運転モードとなったとき、ガイド部材106,107を半分だけ回動したり、ガイド部材106だけを回動したりし、主燃焼室102の温度が下限温度以下になったら、ガイド部材106,107を更に回動したり、両方のガイド部材106,107を回動したりすればよい。なお、それでも、主燃焼室102の温度が上昇しないときは、点火源105を作動する。   Therefore, the control device 125 decreases the output of the ignition source 105 as the temperature of the main combustion chamber 102 increases. Thereafter, the controller 125 stops the ignition source 105 when the temperature of the main combustion chamber 102 becomes equal to or higher than the upper limit temperature. As a result, the operating time of the ignition source 105 is shortened, energy for operating the ignition source 105 can be reduced, and the operating cost of the boiler 10 is reduced. Further, at this time, the control device 125 causes the guide member 106, the amount of the pulverized fuel mixture (the pulverized fuel) introduced into the main combustion chamber 102 to increase when the temperature of the main combustion chamber 102 becomes equal to or lower than the lower limit temperature. The angle of 107 is adjusted. In this case, when the boiler 10 is in the normal operation mode, the guide members 106 and 107 are rotated by half or only the guide member 106 is rotated, and the temperature of the main combustion chamber 102 becomes lower than the lower limit temperature. Then, the guide members 106 and 107 may be further rotated, or both guide members 106 and 107 may be rotated. Still, when the temperature of the main combustion chamber 102 does not rise, the ignition source 105 is operated.

また、図4に示すように、燃焼バーナ21,22,23,24,25が微粉炭混合気を火炉11に吹き込むと同時に、追加燃焼用空気ノズル42は、追加燃焼用空気を火炉11に吹き込むことで、燃焼領域Aを適正に形成することができる。この火炉11では、微粉燃料混合気と2次空気及び追加燃焼用空気が燃焼して火炎旋回流が生じ、燃焼領域Aで火炎旋回流が生じると、火炉11内を燃焼ガス(排ガス)が旋回しながら上昇して還元領域Bに至る。   Further, as shown in FIG. 4, simultaneously with the combustion burners 21, 22, 23, 24, and 25 blowing the pulverized coal mixture into the furnace 11, the additional combustion air nozzle 42 blows in the additional combustion air into the furnace 11. Thereby, the combustion area | region A can be formed appropriately. In the furnace 11, when the pulverized fuel mixture, the secondary air, and the additional combustion air are burned to generate a flame swirl, and a flame swirl is generated in the combustion region A, the combustion gas (exhaust gas) swirls in the furnace 11. It rises while reaching the reduction region B.

このとき、火炉11にて、燃焼バーナ21,22,23,24,25は、空気の供給量が微粉炭の供給量に対して理論空気量未満となるように設定されることで、燃焼領域Aの上方の還元領域Bが還元雰囲気に保持される。そのため、微粉炭の燃焼により発生したNOxがこの還元領域Bで還元される。   At this time, in the furnace 11, the combustion burners 21, 22, 23, 24, and 25 are set so that the supply amount of air is less than the theoretical air amount with respect to the supply amount of pulverized coal. The reduction region B above A is maintained in a reducing atmosphere. Therefore, NOx generated by the combustion of pulverized coal is reduced in this reduction region B.

そして、追加空気ノズル52は、追加空気を火炉11の還元領域Bの上方に吹き込む。すると、燃焼完結領域Cにて、排ガスと追加空気が反応することで微粉炭の酸化燃焼が完結され、微粉炭の燃焼によるNOxの発生量が低減される。   The additional air nozzle 52 blows additional air above the reduction region B of the furnace 11. Then, in the combustion completion region C, the exhaust gas reacts with the additional air, whereby the oxidative combustion of the pulverized coal is completed, and the amount of NOx generated by the combustion of the pulverized coal is reduced.

そして、図示しない給水ポンプから供給された水は、節炭器76,77によって予熱された後、図示しない蒸気ドラムに供給され火炉壁の各水管(図示せず)に供給される間に加熱されて飽和蒸気となり、図示しない蒸気ドラムに送り込まれる。更に、図示しない蒸気ドラムの飽和蒸気は過熱器71,72,73に導入され、燃焼ガスによって過熱される。過熱器71,72,73で生成された過熱蒸気は、図示しない発電プラント(例えば、タービン等)に供給される。また、タービンでの膨張過程の中途で取り出した蒸気は、再熱器74,75に導入され、再度過熱されてタービンに戻される。なお、火炉11をドラム型(蒸気ドラム)として説明したが、この構造に限定されるものではない。   The water supplied from a water supply pump (not shown) is preheated by the economizers 76 and 77 and then heated while being supplied to a steam drum (not shown) and supplied to each water pipe (not shown) on the furnace wall. Then, it becomes saturated steam and is sent to a steam drum (not shown). Further, saturated steam of a steam drum (not shown) is introduced into the superheaters 71, 72, 73 and is heated by the combustion gas. The superheated steam generated by the superheaters 71, 72, 73 is supplied to a power plant (not shown) such as a turbine. Further, the steam taken out in the middle of the expansion process in the turbine is introduced into the reheaters 74 and 75, overheated again, and returned to the turbine. In addition, although the furnace 11 was demonstrated as a drum type | mold (steam drum), it is not limited to this structure.

その後、煙道70の節炭器76,77を通過した排ガスは、ガスダクト78にて、図示しない脱硝装置にて、触媒によりNOxなどの有害物質が除去され、電気集塵機で粒子状物質が除去され、脱硫装置により硫黄分が除去された後、煙突から大気中に排出される。   Thereafter, the exhaust gas that has passed through the economizers 76 and 77 of the flue 70 is subjected to removal of harmful substances such as NOx by a catalyst in a denitration device (not shown) in a gas duct 78, and particulate matter is removed by an electric dust collector. After the sulfur content is removed by the desulfurization device, it is discharged from the chimney into the atmosphere.

このように第1実施形態の燃焼バーナにあっては、微粉燃料と燃焼用空気とを混合した微粉燃料混合気を噴出可能な燃料ノズル101と、燃料ノズル101内に設けられる筒形状をなす主燃焼室102と、主燃焼室102に設けられる点火源105と、燃料ノズル101内を流れる微粉燃料混合気を主燃焼室102に導入可能なガイド部材106,107と、主燃焼室102での燃焼状態に応じてガイド部材106,107の角度を調整する制御装置125とを設けている。   As described above, in the combustion burner according to the first embodiment, the fuel nozzle 101 capable of injecting a pulverized fuel mixture obtained by mixing pulverized fuel and combustion air, and a cylindrical shape provided in the fuel nozzle 101. Combustion chamber 102, ignition source 105 provided in main combustion chamber 102, guide members 106 and 107 capable of introducing pulverized fuel mixture flowing in fuel nozzle 101 into main combustion chamber 102, and combustion in main combustion chamber 102 A control device 125 that adjusts the angles of the guide members 106 and 107 according to the state is provided.

従って、燃料ノズル101内を流れる微粉燃料混合気が主燃焼室102に導入されるとき、微粉燃料混合気が点火源105により点火されて燃焼し、火炎が燃料ノズル101の先端部から噴出される。このとき、制御装置125は、主燃焼室102での燃焼状態に応じてガイド部材106,107の位置を調整することで、このガイド部材106,107により微粉燃料混合気中の微粉燃料を積極的に主燃焼室102に導入することができ、主燃焼室102における着火性が向上する。その結果、主燃焼室102での着火性が向上することで、点火源105の使用頻度を低下することができ、運転コストを低減することができる。   Therefore, when the pulverized fuel mixture flowing in the fuel nozzle 101 is introduced into the main combustion chamber 102, the pulverized fuel mixture is ignited and burned by the ignition source 105, and the flame is ejected from the tip of the fuel nozzle 101. . At this time, the control device 125 adjusts the positions of the guide members 106 and 107 in accordance with the combustion state in the main combustion chamber 102, so that the pulverized fuel in the pulverized fuel mixture is actively fed by the guide members 106 and 107. Can be introduced into the main combustion chamber 102, and the ignitability in the main combustion chamber 102 is improved. As a result, the ignitability in the main combustion chamber 102 is improved, so that the frequency of use of the ignition source 105 can be reduced, and the operating cost can be reduced.

第1実施形態の燃焼バーナでは、主燃焼室102の温度を計測する温度計測器126を設け、制御装置125は、主燃焼室102の温度の上昇に伴って点火源105の出力を低下させる。従って、主燃焼室102の温度が上昇すると、主燃焼室102での着火性が向上するため、点火源105の出力を低下させることができ、点火源105の使用頻度を低下して耐久性を向上することができると共に、運転コストを低減することができる。   In the combustion burner of the first embodiment, a temperature measuring device 126 that measures the temperature of the main combustion chamber 102 is provided, and the control device 125 decreases the output of the ignition source 105 as the temperature of the main combustion chamber 102 increases. Therefore, when the temperature of the main combustion chamber 102 rises, the ignitability in the main combustion chamber 102 is improved, so that the output of the ignition source 105 can be reduced, the use frequency of the ignition source 105 is reduced, and durability is improved. This can improve the operation cost.

第1実施形態の燃焼バーナでは、制御装置125は、主燃焼室102の温度が上限温度以上になると、点火源105を停止する。従って、主燃焼室102の温度が上限温度以上になると、主燃焼室102で十分な着火性が確保されるため、点火源105を停止することができ、点火源105の使用頻度を低下して耐久性を向上することができると共に、運転コストを低減することができる。   In the combustion burner of the first embodiment, the control device 125 stops the ignition source 105 when the temperature of the main combustion chamber 102 becomes equal to or higher than the upper limit temperature. Therefore, when the temperature of the main combustion chamber 102 becomes equal to or higher than the upper limit temperature, sufficient ignition performance is secured in the main combustion chamber 102, so that the ignition source 105 can be stopped and the frequency of use of the ignition source 105 is reduced. The durability can be improved and the operating cost can be reduced.

第1実施形態の燃焼バーナでは、制御装置125は、主燃焼室102の温度が下限温度以下になると、主燃焼室102に導入される微粉燃料量が増加するようにガイド部材106,107の角度を調整する。従って、主燃焼室102の温度が下限温度以下になると、ガイド部材106,107の角度を調整することで、主燃焼室102に導入される微粉燃料量を増加させるため、主燃焼室102での着火性を上げて適正な火炎を形成することができる。   In the combustion burner of the first embodiment, the control device 125 determines the angle of the guide members 106 and 107 so that the amount of pulverized fuel introduced into the main combustion chamber 102 increases when the temperature of the main combustion chamber 102 becomes lower than the lower limit temperature. Adjust. Therefore, when the temperature of the main combustion chamber 102 becomes equal to or lower than the lower limit temperature, the amount of fine fuel introduced into the main combustion chamber 102 is increased by adjusting the angles of the guide members 106 and 107. An appropriate flame can be formed by increasing the ignitability.

第1実施形態の燃焼バーナでは、主燃焼室102における微粉燃料混合気の流れ方向の下流側端部の外側に所定隙間を空けて重なるように筒形状をなす副燃焼室103,104を設け、主燃焼室102及び副燃焼室103,104を燃料ノズル101の中心位置に配置している。従って、微粉燃料混合気を適正に主燃焼室102及び副燃焼室103,104に導入し、着火性を向上することができる。   In the combustion burner of the first embodiment, the secondary combustion chambers 103 and 104 having a cylindrical shape are provided outside the downstream end in the flow direction of the pulverized fuel mixture in the main combustion chamber 102 so as to overlap with a predetermined gap, The main combustion chamber 102 and the sub-combustion chambers 103 and 104 are arranged at the center position of the fuel nozzle 101. Therefore, the pulverized fuel mixture can be appropriately introduced into the main combustion chamber 102 and the sub-combustion chambers 103 and 104 to improve the ignitability.

第1実施形態の燃焼バーナでは、燃料ノズル101を水平方向に沿って配設し、基端部に鉛直方向に沿って配設される微粉炭供給管26の上端部を連結し、ガイド部材106を主燃焼室102における微粉燃料混合気の流れ方向の上流側で、且つ、主燃焼室102より鉛直方向の上方側に配置している。微粉炭供給管26から燃料ノズル101に流れる微粉燃料混合気中の微粉燃料は、遠心力により燃料ノズル101の上方に偏って流れるため、この位置にガイド部材106を配置することで、微粉燃料を効率良く主燃焼室102内に導入することができる。   In the combustion burner of the first embodiment, the fuel nozzle 101 is disposed along the horizontal direction, the upper end portion of the pulverized coal supply pipe 26 disposed along the vertical direction is connected to the base end portion, and the guide member 106 is connected. Is disposed upstream of the main combustion chamber 102 in the flow direction of the pulverized fuel mixture and above the main combustion chamber 102 in the vertical direction. The pulverized fuel in the pulverized fuel mixture flowing from the pulverized coal supply pipe 26 to the fuel nozzle 101 flows biased above the fuel nozzle 101 due to the centrifugal force. Therefore, by arranging the guide member 106 at this position, It can be efficiently introduced into the main combustion chamber 102.

また、第1実施形態のボイラにあっては、中空形状をなして鉛直方向に沿って設置される火炉11と、燃焼バーナ21,22,23,24,25を有する、燃焼装置12と、火炉11で発生した排ガスから熱を回収する煙道70とを設けている。従って、燃焼バーナ21,22,23,24,25における主燃焼室102での着火性を向上することで、点火源105の使用頻度を低下することができ、運転コストを低減することができる。   Moreover, in the boiler of 1st Embodiment, the furnace 11 which has a hollow shape and is installed along a perpendicular direction, the combustion apparatus 12 which has the combustion burners 21, 22, 23, 24, and 25, and a furnace 11 is provided with a flue 70 for recovering heat from the exhaust gas generated at 11. Therefore, by improving the ignitability in the main combustion chamber 102 in the combustion burners 21, 22, 23, 24, 25, the frequency of use of the ignition source 105 can be reduced, and the operating cost can be reduced.

[第2実施形態]
図6は、第2実施形態の燃焼バーナを表す概略図、図7は、燃焼バーナの概略正面図である。なお、上述した実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
[Second Embodiment]
FIG. 6 is a schematic view showing the combustion burner of the second embodiment, and FIG. 7 is a schematic front view of the combustion burner. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member which has the same function as embodiment mentioned above, and detailed description is abbreviate | omitted.

第2実施形態にて、図6及び図7に示すように、燃焼バーナ131は、燃料ノズル101と、主燃焼室102と、副燃焼室103,104と、点火源105と、ガイド部材106,107とを有している。   In the second embodiment, as shown in FIGS. 6 and 7, the combustion burner 131 includes a fuel nozzle 101, a main combustion chamber 102, auxiliary combustion chambers 103 and 104, an ignition source 105, a guide member 106, 107.

燃料ノズル101は、微粉燃料と燃焼用空気とを混合した微粉燃料混合気を噴出することができる。主燃焼室102と各副燃焼室103,104は、燃料ノズル101内に配置され、微粉燃料混合気の流れ方向に沿って一部が重なるように直列に配置されている。点火源105は、先端部が主燃焼室102内に配置されている。ガイド部材106,107は、燃料ノズル101内を流れる微粉燃料混合気、特に、微粉燃料を主燃焼室102に導入するものである。ガイド部材106,107は、主燃焼室102における微粉燃料混合気の流れ方向の上流側で、且つ、主燃焼室102より鉛直方向の上方及び下方側に配置されている。このガイド部材106,107は、駆動装置123,124により回動可能となっている。   The fuel nozzle 101 can eject a pulverized fuel mixture obtained by mixing pulverized fuel and combustion air. The main combustion chamber 102 and the sub-combustion chambers 103 and 104 are arranged in the fuel nozzle 101, and are arranged in series so as to partially overlap in the flow direction of the pulverized fuel mixture. The ignition source 105 has a tip portion disposed in the main combustion chamber 102. The guide members 106 and 107 are for introducing the pulverized fuel mixture flowing in the fuel nozzle 101, particularly the pulverized fuel, into the main combustion chamber 102. The guide members 106 and 107 are arranged on the upstream side in the flow direction of the pulverized fuel mixture in the main combustion chamber 102 and on the upper and lower sides in the vertical direction from the main combustion chamber 102. The guide members 106 and 107 can be rotated by driving devices 123 and 124.

そして、本実施形態では、主燃焼室102における微粉燃料混合気の流れ方向の下流側端部に保炎器132が設けられている。保炎器132は、リング形状をなし、基端部が主燃焼室102の端部に固定され、先端部が微粉燃料混合気の流れ方向の下流側で、且つ、主燃焼室102における径方向の外側に傾斜するように延出されている。この保炎器132は、主燃焼室102の外側を流れる微粉燃料混合気の流れを軸心側に循環する循環流を形成するものである。   In the present embodiment, a flame holder 132 is provided at the downstream end of the main combustion chamber 102 in the flow direction of the pulverized fuel mixture. The flame stabilizer 132 has a ring shape, the base end is fixed to the end of the main combustion chamber 102, the tip is downstream of the flow direction of the pulverized fuel mixture, and the radial direction in the main combustion chamber 102 It is extended so that it may incline outside. The flame holder 132 forms a circulating flow that circulates the flow of the pulverized fuel mixture flowing outside the main combustion chamber 102 toward the axial center.

また、副燃焼室103における微粉燃料混合気の流れ方向の下流側端部に保炎器133が設けられている。保炎器133は、保炎器132とほぼ同形状であるリング形状をなし、基端部が副燃焼室103の端部に固定され、先端部が微粉燃料混合気の流れ方向の下流側で、且つ、副燃焼室103における径方向の外側に傾斜するように延出されている。この保炎器133は、副燃焼室103の外側を流れる微粉燃料混合気の流れを軸心側に循環する循環流を形成するものである。   In addition, a flame holder 133 is provided at the downstream end of the auxiliary combustion chamber 103 in the flow direction of the pulverized fuel mixture. The flame holder 133 has a ring shape that is substantially the same shape as the flame holder 132, the base end is fixed to the end of the sub-combustion chamber 103, and the tip is downstream of the flow direction of the pulverized fuel mixture. And it is extended so that it may incline to the outer side of the radial direction in the subcombustion chamber 103. The flame holder 133 forms a circulating flow that circulates the flow of the pulverized fuel mixture flowing outside the auxiliary combustion chamber 103 toward the axial center.

制御装置125は、駆動装置123,124を駆動制御可能であり、主燃焼室102での燃焼状態に応じてガイド部材106,107の角度を調整することができる。具体的に、制御装置125は、温度計測器126が計測した主燃焼室102内の温度に基づいて駆動装置123,124を駆動制御し、ガイド部材106,107を最適角度に調整することで、主燃焼室102に導入される微粉燃料混合気(微粉燃料)の量を調整する。   The control device 125 can drive and control the drive devices 123 and 124, and can adjust the angles of the guide members 106 and 107 according to the combustion state in the main combustion chamber 102. Specifically, the control device 125 drives and controls the drive devices 123 and 124 based on the temperature in the main combustion chamber 102 measured by the temperature measuring device 126, and adjusts the guide members 106 and 107 to the optimum angle. The amount of the fine fuel mixture (fine fuel) introduced into the main combustion chamber 102 is adjusted.

そのため、ボイラが通常運転モードで運転されるとき、制御装置125は、駆動装置123,124を駆動制御することで、ガイド部材106,107が主燃焼室102側に向くように角度を調整する。すると、微粉燃料混合気は、燃料ノズル101内の内壁面に沿って流れる微粉燃料がガイド部材106,107により案内されて主燃焼室102内に入り込む。すると、主燃焼室102内で、微粉燃料混合気における微粉燃料の濃度が高くなり、熱負荷が増加することで燃焼温度が上昇し、着火性がよくなる。   Therefore, when the boiler is operated in the normal operation mode, the control device 125 controls the drive devices 123 and 124 to adjust the angle so that the guide members 106 and 107 face the main combustion chamber 102 side. Then, the pulverized fuel mixture enters the main combustion chamber 102 as the pulverized fuel flowing along the inner wall surface in the fuel nozzle 101 is guided by the guide members 106 and 107. Then, in the main combustion chamber 102, the concentration of the pulverized fuel in the pulverized fuel mixture increases, and the heat load increases to increase the combustion temperature and improve the ignitability.

このとき、主燃焼室102では、保炎器132により外側を流れる微粉燃料混合気の流れが軸心側に循環する循環流が形成されており、副燃焼室103における着火性がよくなる。また、副燃焼室103では、保炎器133により副燃焼室103の外側を流れる微粉燃料混合気の流れが軸心側に循環する循環流が形成されており、副燃焼室104における着火性がよくなる。   At this time, in the main combustion chamber 102, a circulation flow is formed in which the flow of the pulverized fuel mixture flowing outside by the flame stabilizer 132 circulates to the axial center side, and the ignitability in the sub-combustion chamber 103 is improved. Further, in the auxiliary combustion chamber 103, a circulation flow is formed in which the flow of the pulverized fuel mixture flowing outside the auxiliary combustion chamber 103 is circulated to the axial center side by the flame holder 133, and the ignitability in the auxiliary combustion chamber 104 is improved. Get better.

すると、主燃焼室102だけでなく、各副燃焼室103,104の温度が早期に上昇することから、制御装置125は、主燃焼室102の温度の上昇に伴って点火源105の出力を低下させたり、点火源105を停止したりすることができる。その結果、点火源105の作動時間が短くなり、点火源105を作動させるエネルギを減少することができ、ボイラ10の運転コストが低減される。   Then, not only the main combustion chamber 102 but also the temperatures of the sub-combustion chambers 103 and 104 rise early, and the control device 125 decreases the output of the ignition source 105 as the temperature of the main combustion chamber 102 rises. The ignition source 105 can be stopped. As a result, the operating time of the ignition source 105 is shortened, energy for operating the ignition source 105 can be reduced, and the operating cost of the boiler 10 is reduced.

このように第2実施形態の燃焼バーナにあっては、微粉燃料と燃焼用空気とを混合した微粉燃料混合気を噴出可能な燃料ノズル101と、燃料ノズル101内に設けられる筒形状をなす主燃焼室102と、主燃焼室102に設けられる点火源105と、燃料ノズル101内を流れる微粉燃料混合気を主燃焼室102に導入可能なガイド部材106,107と、主燃焼室102での燃焼状態に応じてガイド部材106,107の角度を調整する制御装置125と、主燃焼室102及び副燃焼室103の端部に設けられて軸心側に循環する循環流を形成する保炎器132,133を設けている。   As described above, in the combustion burner according to the second embodiment, the fuel nozzle 101 capable of injecting a pulverized fuel mixture obtained by mixing pulverized fuel and combustion air, and a cylindrical shape provided in the fuel nozzle 101. Combustion chamber 102, ignition source 105 provided in main combustion chamber 102, guide members 106 and 107 capable of introducing pulverized fuel mixture flowing in fuel nozzle 101 into main combustion chamber 102, and combustion in main combustion chamber 102 A control device 125 that adjusts the angle of the guide members 106 and 107 according to the state, and a flame holder 132 that is provided at the ends of the main combustion chamber 102 and the sub-combustion chamber 103 to form a circulating flow that circulates toward the axial center. 133 are provided.

従って、主燃焼室102内を流れる微粉燃料混合気は、保炎器132により軸心側に循環する循環流が形成されることとなり、主燃焼室102内での着火性が向上する。また、副燃焼室103内を流れる微粉燃料混合気は、保炎器133により軸心側に循環する循環流が形成されることとなり、副燃焼室103内での着火性が向上する。そのため、主燃焼室102及び副燃焼室103での着火性が向上することで、早期に点火源105の出力を低下させたり、停止したりすることができ、点火源105の使用頻度を低下することで、運転コストを低減することができる。   Therefore, the pulverized fuel mixture flowing in the main combustion chamber 102 forms a circulating flow that circulates to the axial center side by the flame stabilizer 132, and the ignitability in the main combustion chamber 102 is improved. In addition, the pulverized fuel mixture flowing in the auxiliary combustion chamber 103 forms a circulating flow that circulates to the axial center side by the flame stabilizer 133, and the ignitability in the auxiliary combustion chamber 103 is improved. Therefore, by improving the ignitability in the main combustion chamber 102 and the sub-combustion chamber 103, the output of the ignition source 105 can be reduced or stopped early, and the use frequency of the ignition source 105 is reduced. Thus, the operation cost can be reduced.

[第3実施形態]
図8は、第3実施形態の燃焼バーナを表す概略図である。なお、上述した実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
[Third Embodiment]
FIG. 8 is a schematic diagram illustrating a combustion burner according to the third embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member which has the same function as embodiment mentioned above, and detailed description is abbreviate | omitted.

第3実施形態にて、図8に示すように、燃焼バーナ141は、燃料ノズル101と、主燃焼室102と、副燃焼室103,104と、点火源105と、ガイド部材106,107とを有している。   In the third embodiment, as shown in FIG. 8, the combustion burner 141 includes a fuel nozzle 101, a main combustion chamber 102, auxiliary combustion chambers 103 and 104, an ignition source 105, and guide members 106 and 107. Have.

燃料ノズル101は、微粉燃料と燃焼用空気とを混合した微粉燃料混合気を噴出することができる。主燃焼室102と各副燃焼室103,104は、燃料ノズル101内に配置され、微粉燃料混合気の流れ方向に沿って一部が重なるように直列に配置されている。点火源105は、先端部が主燃焼室102内に配置されている。ガイド部材106,107は、燃料ノズル101内を流れる微粉燃料混合気、特に、微粉燃料を主燃焼室102に導入するものである。ガイド部材106,107は、主燃焼室102における微粉燃料混合気の流れ方向の上流側で、且つ、主燃焼室102より鉛直方向の上方及び下方側に配置されている。このガイド部材106,107は、駆動装置123,124により回動可能となっている。   The fuel nozzle 101 can eject a pulverized fuel mixture obtained by mixing pulverized fuel and combustion air. The main combustion chamber 102 and the sub-combustion chambers 103 and 104 are arranged in the fuel nozzle 101, and are arranged in series so as to partially overlap in the flow direction of the pulverized fuel mixture. The ignition source 105 has a tip portion disposed in the main combustion chamber 102. The guide members 106 and 107 are for introducing the pulverized fuel mixture flowing in the fuel nozzle 101, particularly the pulverized fuel, into the main combustion chamber 102. The guide members 106 and 107 are arranged on the upstream side in the flow direction of the pulverized fuel mixture in the main combustion chamber 102 and on the upper and lower sides in the vertical direction from the main combustion chamber 102. The guide members 106 and 107 can be rotated by driving devices 123 and 124.

そして、本実施形態では、主燃焼室102の内壁面に耐火部材142を設けている。耐火部材142は、シリカ(二酸化ケイ素/SiO)や耐火レンガなどにより構成され、蓄熱性を有している。 In the present embodiment, a refractory member 142 is provided on the inner wall surface of the main combustion chamber 102. The refractory member 142 is made of silica (silicon dioxide / SiO 2 ), refractory bricks, or the like, and has heat storage properties.

そのため、ボイラが通常運転モードで運転されるとき、ガイド部材106,107は、主燃焼室102側に向くように角度が調整される。すると、微粉燃料混合気は、燃料ノズル101内の内壁面に沿って流れる微粉燃料がガイド部材106,107により案内されて主燃焼室102内に入り込む。すると、主燃焼室102内で、微粉燃料混合気における微粉燃料の濃度が高くなり、熱負荷が増加することで燃焼温度が上昇し、着火性がよくなる。   Therefore, when the boiler is operated in the normal operation mode, the angles of the guide members 106 and 107 are adjusted so as to face the main combustion chamber 102 side. Then, the pulverized fuel mixture enters the main combustion chamber 102 as the pulverized fuel flowing along the inner wall surface in the fuel nozzle 101 is guided by the guide members 106 and 107. Then, in the main combustion chamber 102, the concentration of the pulverized fuel in the pulverized fuel mixture increases, and the heat load increases to increase the combustion temperature and improve the ignitability.

また、主燃焼室102では、内壁面に耐火部材142が設けられており、この耐火部材142が火炎の熱を蓄熱することから、主燃焼室102内の温度が上昇して更に着火性がよくなる。すると、主燃焼室102の温度が早期に上限温度まで上昇することから、制御装置125は、主燃焼室102の温度の上昇に伴って点火源105の出力を低下させたり、点火源105を停止したりすることができる。その結果、点火源105の作動時間が短くなり、点火源105を作動させるエネルギを減少することができ、ボイラ10の運転コストが低減される。   Further, in the main combustion chamber 102, a refractory member 142 is provided on the inner wall surface, and the refractory member 142 stores the heat of the flame, so that the temperature in the main combustion chamber 102 rises and the ignitability is further improved. . Then, since the temperature of the main combustion chamber 102 rises to the upper limit temperature at an early stage, the control device 125 decreases the output of the ignition source 105 or stops the ignition source 105 as the temperature of the main combustion chamber 102 increases. You can do it. As a result, the operating time of the ignition source 105 is shortened, energy for operating the ignition source 105 can be reduced, and the operating cost of the boiler 10 is reduced.

このように第3実施形態の燃焼バーナにあっては、微粉燃料と燃焼用空気とを混合した微粉燃料混合気を噴出可能な燃料ノズル101と、燃料ノズル101内に設けられる筒形状をなす主燃焼室102と、主燃焼室102に設けられる点火源105と、燃料ノズル101内を流れる微粉燃料混合気を主燃焼室102に導入可能なガイド部材106,107とを設け、主燃焼室102の内壁面に耐火部材142を設けている。   As described above, in the combustion burner of the third embodiment, the fuel nozzle 101 capable of injecting a pulverized fuel mixture obtained by mixing pulverized fuel and combustion air, and a cylindrical shape provided in the fuel nozzle 101. A combustion chamber 102, an ignition source 105 provided in the main combustion chamber 102, and guide members 106 and 107 capable of introducing the pulverized fuel mixture flowing in the fuel nozzle 101 into the main combustion chamber 102 are provided. A fireproof member 142 is provided on the inner wall surface.

従って、主燃焼室102で火炎が形成されたとき、耐火部材142がこの火炎の熱を蓄熱することから、主燃焼室102内での着火性が向上する。そのため、主燃焼室102での着火性が向上することで、早期に点火源105の出力を低下させたり、停止したりすることができ、点火源105の使用頻度を低下することで、運転コストを低減することができる。   Therefore, when a flame is formed in the main combustion chamber 102, the refractory member 142 stores the heat of the flame, so that the ignitability in the main combustion chamber 102 is improved. Therefore, by improving the ignitability in the main combustion chamber 102, the output of the ignition source 105 can be reduced or stopped at an early stage, and the use frequency of the ignition source 105 is reduced, thereby reducing the operating cost. Can be reduced.

なお、本実施形態では、主燃焼室102の内壁面に耐火部材142を設けたが、副燃焼室103,104の内壁面に耐火部材を設けてもよい。   In this embodiment, the refractory member 142 is provided on the inner wall surface of the main combustion chamber 102, but a refractory member may be provided on the inner wall surfaces of the auxiliary combustion chambers 103 and 104.

また、上述した各実施形態では、ガイド部材106,107を主燃焼室102に対してその上下に設けたが、一方だけであってもよく、また、ガイド部材を主燃焼室102に対してその左右に設けてもよく、更に、角部であってもよい。   In each of the above-described embodiments, the guide members 106 and 107 are provided above and below the main combustion chamber 102. However, only one of the guide members 106 and 107 may be provided with respect to the main combustion chamber 102. They may be provided on the left and right, and may be corners.

[第4実施形態]
図9は、第4実施形態の燃焼バーナを表す概略図である。なお、上述した実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
[Fourth Embodiment]
FIG. 9 is a schematic diagram illustrating a combustion burner according to the fourth embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member which has the same function as embodiment mentioned above, and detailed description is abbreviate | omitted.

第4実施形態にて、図9に示すように、燃焼バーナ151は、燃料ノズル101と、主燃焼室102と、副燃焼室103,104と、点火源105と、ガイド部材152とを有している。   In the fourth embodiment, as shown in FIG. 9, the combustion burner 151 includes a fuel nozzle 101, a main combustion chamber 102, auxiliary combustion chambers 103 and 104, an ignition source 105, and a guide member 152. ing.

燃料ノズル101は、微粉燃料と燃焼用空気とを混合した微粉燃料混合気を噴出することができる。主燃焼室102と各副燃焼室103,104は、燃料ノズル101内に配置され、微粉燃料混合気の流れ方向に沿って一部が重なるように直列に配置されている。点火源105は、先端部が主燃焼室102内に配置されている。   The fuel nozzle 101 can eject a pulverized fuel mixture obtained by mixing pulverized fuel and combustion air. The main combustion chamber 102 and the sub-combustion chambers 103 and 104 are arranged in the fuel nozzle 101, and are arranged in series so as to partially overlap in the flow direction of the pulverized fuel mixture. The ignition source 105 has a tip portion disposed in the main combustion chamber 102.

このガイド部材152は、主燃焼室102における微粉燃料混合気の流れ方向の上流側で、且つ、主燃焼室102より鉛直方向の上方側に配置されている。ガイド部材152は、支持軸153に板材が固定された平板形状をなして構成され、支持軸153がブラケット154を介して燃料ノズル101の上部の壁部に上下に回動自在に支持されている。そして、支持軸153は、駆動装置155が駆動連結され、この駆動装置155によりガイド部材152を回動することができる。   The guide member 152 is disposed on the upstream side in the flow direction of the pulverized fuel mixture in the main combustion chamber 102 and on the upper side in the vertical direction from the main combustion chamber 102. The guide member 152 is configured to have a flat plate shape in which a plate material is fixed to the support shaft 153, and the support shaft 153 is supported by the wall portion at the upper part of the fuel nozzle 101 via the bracket 154 so as to be rotatable up and down. . The support shaft 153 is drivingly connected to a driving device 155, and the driving device 155 can rotate the guide member 152.

制御装置(図示略)は、駆動装置155を駆動制御可能であり、主燃焼室102での燃焼状態に応じてガイド部材152の角度を調整することができる。具体的に、制御装置は、主燃焼室102内の温度に基づいて駆動装置155を駆動制御し、ガイド部材152を最適角度に調整することで、主燃焼室102に導入される微粉燃料混合気(微粉燃料)の量を調整する。   A control device (not shown) can drive and control the drive device 155 and can adjust the angle of the guide member 152 according to the combustion state in the main combustion chamber 102. Specifically, the control device drives and controls the drive device 155 based on the temperature in the main combustion chamber 102, and adjusts the guide member 152 to the optimum angle, so that the pulverized fuel mixture introduced into the main combustion chamber 102 is obtained. Adjust the amount of (fine powder fuel).

なお、制御装置によるガイド部材152の制御については、前述した各実施形態と同様であるため、説明は省略する。   Note that the control of the guide member 152 by the control device is the same as in each of the above-described embodiments, and thus description thereof is omitted.

このように第4実施形態の燃焼バーナにあっては、微粉燃料と燃焼用空気とを混合した微粉燃料混合気を噴出可能な燃料ノズル101と、燃料ノズル101内に設けられる筒形状をなす主燃焼室102と、主燃焼室102に設けられる点火源105と、燃料ノズル101内を流れる微粉燃料混合気を主燃焼室102に導入可能なガイド部材152と、主燃焼室102での燃焼状態に応じてガイド部材152の角度を調整する制御装置とを設けている。   As described above, in the combustion burner of the fourth embodiment, the fuel nozzle 101 capable of ejecting a fine fuel mixture obtained by mixing fine fuel and combustion air, and a main body having a cylindrical shape provided in the fuel nozzle 101. Combustion chamber 102, ignition source 105 provided in main combustion chamber 102, guide member 152 capable of introducing pulverized fuel mixture flowing in fuel nozzle 101 into main combustion chamber 102, and combustion state in main combustion chamber 102 Accordingly, a control device for adjusting the angle of the guide member 152 is provided.

従って、制御装置が主燃焼室102での燃焼状態に応じてガイド部材152の角度を調整することで、このガイド部材152により微粉燃料混合気中の微粉燃料を積極的に主燃焼室102に導入することができ、主燃焼室102における着火性が向上する。その結果、主燃焼室102での着火性が向上することで、点火源105の使用頻度を低下することができ、運転コストを低減することができる。   Therefore, the control device adjusts the angle of the guide member 152 according to the combustion state in the main combustion chamber 102, so that the pulverized fuel in the pulverized fuel mixture is actively introduced into the main combustion chamber 102 by the guide member 152. Thus, the ignitability in the main combustion chamber 102 is improved. As a result, the ignitability in the main combustion chamber 102 is improved, so that the frequency of use of the ignition source 105 can be reduced, and the operating cost can be reduced.

なお、上述した実施形態では、燃料ノズル101と主燃焼室102と副燃焼室103,104を四角筒形状としたが、この形状に限定されるものではなく、例えば、その他の角筒形状、円形状、楕円形状などとしてもよい。   In the above-described embodiment, the fuel nozzle 101, the main combustion chamber 102, and the auxiliary combustion chambers 103 and 104 have a rectangular tube shape. However, the present invention is not limited to this shape. It is good also as a shape, an elliptical shape, etc.

また、上述した実施形態では、バタフライ形状をなすガイド部材106,107や平板形状をなすガイド部材152を適用したが、この形状に限定されるものではなく、燃料ノズル101内を流れる燃料ガスを主燃焼室102に導入可能な形状であればよい。   In the above-described embodiment, the butterfly-shaped guide members 106 and 107 and the flat plate-shaped guide member 152 are applied. However, the shape is not limited to this, and the fuel gas flowing in the fuel nozzle 101 is mainly used. Any shape that can be introduced into the combustion chamber 102 may be used.

また、上述した実施形態では、燃料ノズル101内に主燃焼室102と2個の副燃焼室103,104を設けたが、この構成に限定されるものではなく、主燃焼室102だけとしたり、1個または3個以上の副燃焼室を設けたりしてもよい。   In the above-described embodiment, the main combustion chamber 102 and the two sub-combustion chambers 103 and 104 are provided in the fuel nozzle 101. However, the present invention is not limited to this configuration. One or three or more auxiliary combustion chambers may be provided.

また、上述した実施形態では、鉛直方向に配置された固体燃料供給管に水平方向に配置された燃料ノズルを連結したが、固体燃料供給管を水平方向に配置したり、燃料ノズルを傾斜して配置したりしてもよい。また、ボイラにおける燃焼バーナの形態をCCF燃焼方式としたが、CUF(Circular Ultra Firing)燃焼方式としてもよい。   In the above-described embodiment, the fuel nozzle arranged in the horizontal direction is connected to the solid fuel supply pipe arranged in the vertical direction. However, the solid fuel supply pipe is arranged in the horizontal direction or the fuel nozzle is inclined. Or may be arranged. Moreover, although the form of the combustion burner in the boiler is a CCF combustion system, it may be a CUF (Circular Ultra Fire) combustion system.

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、燃料としては、バイオマスや石油コークスを使用するボイラであってもよく、また、油焚きボイラに適用してもよい。   In the above-described embodiment, the boiler of the present invention is a coal-fired boiler. However, the fuel may be a boiler using biomass or petroleum coke, or may be applied to an oil-fired boiler.

10 石炭焚きボイラ
11 火炉
12 燃焼装置
21,22,23,24,25,131,141,151 燃焼バーナ
26,27,28,29,30 微粉炭供給管(固体燃料供給管)
31,32,33,34,35 微粉炭機
41 追加燃焼用空気供給装置
51 追加空気供給装置
70 煙道
101 燃料ノズル
102 主燃焼室
103,104 副燃焼室
105 点火源
106,107,152 ガイド部材
123,124,155 駆動装置
125 制御装置
126 温度計測器
132,133 保炎器
142 耐火部材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Coal-fired boiler 11 Furnace 12 Combustion device 21, 22, 23, 24, 25, 131, 141, 151 Combustion burner 26, 27, 28, 29, 30 Pulverized coal supply pipe (solid fuel supply pipe)
31, 32, 33, 34, 35 Pulverized coal machine 41 Additional combustion air supply device 51 Additional air supply device 70 Flue 101 Fuel nozzle 102 Main combustion chamber 103, 104 Subcombustion chamber 105 Ignition source 106, 107, 152 Guide member 123, 124, 155 Driving device 125 Control device 126 Temperature measuring device 132, 133 Flame holder 142 Fireproof member

Claims (11)

水平方向に沿って配設されて固体燃料と燃焼用空気とを混合した燃料ガスを噴出可能な燃料ノズルと、
前記燃料ノズル内に設けられる筒形状をなす主燃焼室と、
前記主燃焼室に設けられる点火源と、
前記燃料ノズル内の前記主燃焼室における燃料ガスの流れ方向の上流側で角度を調整して燃料ガスを前記主燃焼室に導入可能なガイド部材と、
前記主燃焼室での燃焼状態に応じて前記燃料ノズルの軸心方向に平行な角度から前記主燃焼室側に向く角度に前記ガイド部材の位置を調整する制御装置と、
を有することを特徴とする燃焼バーナ。
A fuel nozzle disposed along the horizontal direction and capable of ejecting a fuel gas mixed with solid fuel and combustion air;
A main combustion chamber having a cylindrical shape provided in the fuel nozzle;
An ignition source provided in the main combustion chamber;
A guide member capable of introducing the fuel gas into the main combustion chamber by adjusting the angle upstream of the flow direction of the fuel gas in the main combustion chamber in the fuel nozzle;
A control device for adjusting the position of the guide member from an angle parallel to the axial direction of the fuel nozzle to an angle toward the main combustion chamber according to a combustion state in the main combustion chamber ;
A combustion burner characterized by comprising:
前記主燃焼室の温度を計測する温度計測器が設けられ、前記制御装置は、前記主燃焼室の温度の上昇に伴って前記点火源の出力を低下させることを特徴とする請求項1に記載の燃焼バーナ。   The temperature measuring device for measuring the temperature of the main combustion chamber is provided, and the control device decreases the output of the ignition source as the temperature of the main combustion chamber increases. Burning burner. 前記制御装置は、前記主燃焼室の温度が予め設定された上限温度以上になると、前記点火源を停止することを特徴とする請求項2に記載の燃焼バーナ。   The combustion burner according to claim 2, wherein the control device stops the ignition source when the temperature of the main combustion chamber becomes equal to or higher than a preset upper limit temperature. 前記制御装置は、前記主燃焼室の温度が予め設定された下限温度以下になると、前記主燃焼室に導入される固体燃料量が増加するように前記ガイド部材の位置を調整することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の燃焼バーナ。   The control device adjusts the position of the guide member so that the amount of solid fuel introduced into the main combustion chamber increases when the temperature of the main combustion chamber becomes equal to or lower than a preset lower limit temperature. The combustion burner according to any one of claims 1 to 3. 前記主燃焼室における燃料ガスの流れ方向の下流側端部に軸心側に循環する循環流を形成する保炎器が設けられることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の燃焼バーナ。   5. The flame holder for forming a circulating flow circulating in the axial center side is provided at a downstream end portion in a flow direction of the fuel gas in the main combustion chamber. 6. The combustion burner described in. 前記主燃焼室の内壁面に耐火部材が設けられることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の燃焼バーナ。   The combustion burner according to any one of claims 1 to 5, wherein a refractory member is provided on an inner wall surface of the main combustion chamber. 前記主燃焼室における燃料ガスの流れ方向の下流側端部の外側に所定隙間を空けて重なるように筒形状をなす副燃焼室が設けられ、前記主燃焼室及び前記副燃焼室は、前記燃料ノズルの中心位置に配置されることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の燃焼バーナ。   A sub-combustion chamber having a cylindrical shape is provided outside the downstream end portion of the main combustion chamber in the flow direction of the fuel gas so as to overlap with a predetermined gap, and the main combustion chamber and the sub-combustion chamber include the fuel The combustion burner according to any one of claims 1 to 6, wherein the combustion burner is arranged at a center position of the nozzle. 前記燃料ノズルは、水平方向に沿って配設され、基端部に鉛直方向に沿って配設される固体燃料供給管の上端部が連結され、前記ガイド部材は、前記主燃焼室における燃料ガスの流れ方向の上流側で、且つ、前記主燃焼室より鉛直方向の上方側に配置されることを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の燃焼バーナ。   The fuel nozzle is disposed along a horizontal direction, and an upper end portion of a solid fuel supply pipe disposed along a vertical direction is connected to a base end portion, and the guide member is a fuel gas in the main combustion chamber. The combustion burner according to any one of claims 1 to 7, wherein the combustion burner is disposed upstream of the main combustion chamber and upstream of the main combustion chamber in the vertical direction. 前記燃料ノズル及び前記主燃焼室は、四角筒形状をなすことを特徴とする請求項1から請求項8のいずれか一項に記載の燃焼バーナ。   The combustion burner according to any one of claims 1 to 8, wherein the fuel nozzle and the main combustion chamber have a rectangular tube shape. 中空形状をなして鉛直方向に沿って設置される火炉と、
請求項1から請求項9のいずれか一項の燃焼バーナを有する燃焼装置と、
前記火炉で発生した排ガスから熱を回収する煙道と、
を有することを特徴とするボイラ。
A furnace that is hollow and installed along the vertical direction;
A combustion apparatus having the combustion burner according to any one of claims 1 to 9,
A flue for recovering heat from the exhaust gas generated in the furnace;
The boiler characterized by having.
水平方向に沿って配設されて固体燃料と燃焼用空気とを混合した燃料ガスを噴出可能な燃料ノズルと、A fuel nozzle disposed along the horizontal direction and capable of ejecting a fuel gas mixed with solid fuel and combustion air;
前記燃料ノズル内に設けられる筒形状をなす主燃焼室と、A main combustion chamber having a cylindrical shape provided in the fuel nozzle;
前記主燃焼室に設けられる点火源と、An ignition source provided in the main combustion chamber;
前記燃料ノズル内の前記主燃焼室における燃料ガスの流れ方向の上流側で燃料ガスを前記主燃焼室に導入可能なガイド部材と、A guide member capable of introducing fuel gas into the main combustion chamber on the upstream side in the flow direction of fuel gas in the main combustion chamber in the fuel nozzle;
前記主燃焼室での燃焼状態に応じて前記ガイド部材の位置を調整する制御装置と、A control device for adjusting the position of the guide member according to the combustion state in the main combustion chamber;
を有し、Have
前記燃料ノズルは、水平方向に沿って配設され、基端部に鉛直方向に沿って配設される固体燃料供給管の上端部が連結され、前記ガイド部材は、前記主燃焼室における燃料ガスの流れ方向の上流側で、且つ、前記主燃焼室より鉛直方向の上方側に配置される、The fuel nozzle is disposed along a horizontal direction, and an upper end portion of a solid fuel supply pipe disposed along a vertical direction is connected to a base end portion, and the guide member is a fuel gas in the main combustion chamber. Is arranged upstream in the flow direction and above the main combustion chamber in the vertical direction.
ことを特徴とする燃焼バーナ。Combustion burner characterized by that.
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