專利名稱:粉煤燃燒方法及其裝置的制作方法
本發(fā)明涉及粉煤燃燒方法及其裝置，特別是涉及到利用燃燒用空氣輸送粉煤的燃燒方法及其裝置。
近年來，由于燃料油價格猛漲，以煤作為燃料的裝置，例如粉煤燃燒鍋爐的需要隨之增加。
以前的粉煤燃燒鍋爐中，用粉碎機(jī)將煤粉碎成煤粉，利用燃燒空氣輸送到鍋爐的爐膛內(nèi)進(jìn)行燃燒。粉煤輸送初期，由于在粉碎機(jī)中不能充分形成粉煤，供入爐膛內(nèi)的粉煤量，即相對于燃燒用空氣的粉煤量(稱為粉煤濃度C/A)低。而且，從粉煤燃燒鍋爐的安全對策考慮，在鍋爐工作初期，不能將其濃度C/A急劇提高。而且，為了使粉煤在爐膛內(nèi)穩(wěn)定著火，有必要將爐膛內(nèi)的溫度提高到某一定的穩(wěn)定著火溫度(約500℃)以上。為此，在以前的粉煤燃燒鍋爐中，起動時，使著火溫度比煤著火溫度低的輕油及/或重油燃燒，并且使低濃度粉煤燃燒的同時提高爐膛的溫度。
但是，在大型鍋爐中，由于它起動時的油燃燒要耗費數(shù)小時，因此消費的油量也相當(dāng)多。
因此，采取了各種抑制鍋爐起動時的油耗量的手段。例如，JP-11-61-144332中所公開的方法，預(yù)先將粉煤貯存在粉煤貯存箱中，所謂箱系統(tǒng)就是其中的一種方法，在這種系統(tǒng)中，鍋爐起動時，粉煤由貯存箱通過燃燒器裝置供入爐膛內(nèi)。但是，從安全觀點出發(fā)，貯存箱不能設(shè)置在爐膛附近。而且在發(fā)電用大型鍋爐等情況下，連結(jié)粉碎機(jī)和燃燒器裝置的管線的管徑非常大。為此，將粉煤和輸送空氣充分混合且提高到足夠高的濃度供入爐膛需要花費相當(dāng)長的時間。因此，由于含粉煤的混合氣不燃燒就供入爐膛，著火發(fā)生得遲，實際上，一旦開始燃燒，爐膛內(nèi)的壓力異常上升，未燃燒的粉煤具有導(dǎo)致爐膛內(nèi)產(chǎn)生爆炸的危險。而且很難使油的消耗量顯著降低。這種系統(tǒng)，例如有JP-Y2-62-34127，JP-A-59-95310，JP-A-59-74423，JP-A-59-24118，JP-A-57-104026等公開的例子。
此外，近年來，發(fā)電用鍋爐的起動機(jī)停止頻繁。因此，油的耗量增加。
在這種裝置中，供給起動時的粉煤濃度低，所以不能在粉煤上直接點火。因此，有必要燃燒油等輔助燃料對粉煤點火。
因而，本發(fā)明目的是提供一種粉煤燃燒方法及其裝置，不使用輔助燃料，就能直接在粉煤上點火。
為達(dá)到此目的，按照本發(fā)明，將粉煤和燃燒空氣的混合氣體，在該混合氣體的粉煤濃度達(dá)到穩(wěn)定著火濃度以上時，供入燃燒器裝置。
按照本發(fā)明，可以在粉煤上直接點火，因此，沒有必要使用油等輔助燃料。因此，沒有必要使用價格比煤高的油類，從而能降低裝置的運行成本。特別是，用于進(jìn)行中間負(fù)載運行的鍋爐時，顯示出極好的效果。而且，如果不必使用油，已有技術(shù)中使用的油罐和供油管線也就不需要了。因此，設(shè)備費用等初始成本也可降低。
此外，由于供入燃燒器部分的粉煤可立即燃燒，因而在爐膛內(nèi)不會產(chǎn)生未燃燒粉煤的堆積，從而無爐膛爆炸的危險，并可以抑制爐內(nèi)的壓力異常上升。
以下簡單說明附圖。
圖1是表示本發(fā)明之一實施例采用的粉煤燃燒鍋爐構(gòu)成的配管圖。
圖2及圖4是表示另一實施例采用的粉煤燃燒鍋爐構(gòu)成的配管圖。
圖3是表示粉煤濃度隨時間變化的曲線圖。
以下為實施本發(fā)明的最佳形態(tài)。
參看圖1，說明本發(fā)明之一實施例采用的粉煤燃燒鍋爐。粉煤燃燒鍋爐備有爐膛10，設(shè)在該爐膛上的許多燃燒器20(圖僅示出一個)，粉碎機(jī)30和粉煤貯存箱40。各個燃燒器部分20有點火燃燒器21和起動，主燃燒器22。粉碎機(jī)30的出口31和起動，主燃燒器22之間，通過途中具有截流閥51V的粉煤主供給線51連通。經(jīng)粉碎機(jī)30粉碎的粉煤靠輸送用空氣，在粉煤主供給線51內(nèi)流向起動主燃燒器22。貯存箱40的出口41，通過途中具有截流閥52V的粉煤供給線52，與點火燃燒器21連通。貯存箱40與截流閥52V之間的粉煤供給線52的一部分，與截流閥51V和起動，主燃燒器22之間的粉煤主供給線51的一部分之間，由途中具有截流閥53V的連結(jié)管線53互相連通。
粉碎機(jī)30的出口31，通過粉煤貯存管線54，與袋式過濾器(bug filter)60的入口61連通。袋式過濾器60的出口62，通過連結(jié)管線55，與貯存箱40的入口42連通。
貯存箱40和截流閥52之間的粉煤供給線52的一部分，與袋式過濾器60的入口61之間，通過途中有截流閥56V的粉煤返回管線56連通。
燃燒器部分20，粉碎機(jī)30以及貯存箱40與以前就已知的技術(shù)相同，因此，其詳細(xì)作用，構(gòu)成的說明在此省略。但是，當(dāng)然，靠近貯存箱40出口41的粉煤供給線52的一部分上裝設(shè)有定量進(jìn)料器以及為密封從粉煤供給線52到貯存箱40的空氣流用的噴射器。
以下，對該粉煤燃燒鍋爐的工作進(jìn)行說明。
首先，在鍋爐起動前，將截流閥51V、52V、53V處于關(guān)閉位置，各自的管線閉塞。使截流閥56V處于開啟位置。
然后，在粉碎機(jī)開動的同時，由圖中沒示出的送風(fēng)裝置將空氣送入粉煤供給管線52內(nèi)。空氣通過加熱器70加熱并送風(fēng)。由此，貯存在貯存箱40中的粉煤流到粉煤供給管線52內(nèi)。但是，由于截流閥52V、53V處于關(guān)閉位置，含粉煤的空氣流到粉煤返回管線56內(nèi)，不流到燃燒器部分。粉煤在袋式過濾器60中被捕集，空氣排到外部。袋式過濾器中捕集的粉煤通過聯(lián)結(jié)管線55返回到貯存箱40中。即由粉煤供給管線52的一部分，粉煤返回管線56、以及聯(lián)結(jié)管線56構(gòu)成粉煤循環(huán)管路。粉煤在循環(huán)管路內(nèi)循環(huán)，該循環(huán)反復(fù)進(jìn)行一會兒。此時，由粉碎機(jī)30出來，隨輸送空氣粉煤通過袋式過濾器60補(bǔ)充到貯存箱40中。
若起動后經(jīng)過一定時間，判明流經(jīng)粉煤循環(huán)管路的粉煤濃度C/A達(dá)到穩(wěn)定著火所需要的水平，CPU80發(fā)出指令，使截流閥52V、56V、分別轉(zhuǎn)換為關(guān)閉位置及開啟位置。從而，切斷循環(huán)流路，來自貯存箱40的粉煤通過粉煤供給管線52，送至點火燃燒器21。粉煤管線52內(nèi)的粉煤具有足夠水平的粉煤濃度C/A，而且在均勻混合的同時，燃燒空氣加熱至規(guī)定溫度，因此用發(fā)火器很容易著火。斷而，將截流閥53V轉(zhuǎn)換成開啟位置。于是，來自貯存箱40的粉煤，通過粉煤供給管線52的一部分，聯(lián)結(jié)管線53以及粉煤主供給線51的一部分，送到起動，主燃燒器22，由點火燃燒器21點火。然后，將截流閥52V、51V分別轉(zhuǎn)換至關(guān)閉位置和開啟位置。于是，來自粉碎機(jī)30的粉煤通過粉煤主供給管線51，送到起動，主燃燒器22，并燃燒。其后，將截流閥53轉(zhuǎn)換至關(guān)閉位置。上述閥門的轉(zhuǎn)換，用操作人員手動操作也行。
以上動作，可以用隨時間的粉煤濃度變化來表示，圖3的虛線表示鍋爐起動后，從貯存箱40流向燃燒器裝置的粉煤濃度的變化。來自貯存箱40的粉煤的濃度C/A隨時間而增加，當(dāng)達(dá)到作為著火所需要的最低粉煤濃度C/A(min)水平時，用發(fā)火器點火。其間，相應(yīng)于以圖7斜線表示部分的粉煤循環(huán)通過循環(huán)管路。著火后，粉煤濃度進(jìn)一步增加，達(dá)到額定(rated operation)運行所需的粉煤濃度C/A(rat)水平時，進(jìn)行穩(wěn)定燃燒。
在上述實施例中，粉煤濃度C/A是否達(dá)到穩(wěn)定著火濃度的判斷是根據(jù)時間經(jīng)過進(jìn)行的。但是，改用其它方法，對流過循環(huán)管路的粉煤濃度用光學(xué)測定手段進(jìn)行直接測定也行。例如，可以采用激光的受發(fā)部件(laser beam emitting and detecting mees)通過粉煤對激光的吸收，即根據(jù)激光的穿透來測定粉煤濃度。此外，還可采用其它各種方法。
聯(lián)結(jié)管線53及截流閥53V不一定是必要的。點火燃燒器21如果具有使起動、主燃燒器22穩(wěn)定著火所需要的足夠的容量，就能夠通過聯(lián)結(jié)管線53，不由貯存箱40將粉煤供入起動、主燃燒器22，而是將截流閥51V轉(zhuǎn)換成開啟位置，由粉碎機(jī)33直接將粉煤供入起動、主燃燒器22并使之著火。
在這種情況下，裝置的整體構(gòu)成更為簡單。
以下，說明另一實施例適用的粉煤燃燒鍋爐。完成上述實施例相同作用、操作的部件上標(biāo)記相同符號，其說明在此省略。
圖2示出的另一粉煤燃燒鍋爐中，在粉碎機(jī)30的出口31上連接有返回管線57。返回管線57在途中具有轉(zhuǎn)換風(fēng)門57D以及袋式過濾器60，并與粉碎機(jī)30的入口32相接。供粉煤用送風(fēng)機(jī)90與粉碎機(jī)30的空氣導(dǎo)入口相接。從粉碎機(jī)30的出口31和轉(zhuǎn)換風(fēng)門57D之間的返回管線57的一部分，分支出途中有轉(zhuǎn)換風(fēng)門(Switching damper)51D的粉煤主供給管線51以及途中有轉(zhuǎn)換風(fēng)門58D的粉煤供給管線58。粉煤主供給管線51與燃燒器20部分的主燃燒器相接，粉煤供給管線58與燃燒器部分20的點火、起動燃燒器相接。
符號100表示將燃燒煤供入粉碎機(jī)30所需的料倉，該料倉通過配煤管線59，與粉碎機(jī)30的煤導(dǎo)入口33相接。
以下，說明該粉煤燃燒鍋爐的動作。
首先，將轉(zhuǎn)換風(fēng)門51D、58D置于關(guān)閉位置，而轉(zhuǎn)換風(fēng)門57D置于開啟位置。然后，粉碎機(jī)一旦起動，通過送風(fēng)裝置90使含低濃度粉煤的混合氣體在返回管線57內(nèi)循環(huán)。在返回管線57內(nèi)的混合氣體中，由粉碎機(jī)連續(xù)添加粉煤，因此混合氣內(nèi)的粉煤濃度慢慢增加。經(jīng)過規(guī)定的時間(此時間由粉碎機(jī)30的能力決定)后，判斷返回管線57內(nèi)混合氣中粉煤濃度提高到穩(wěn)定著火濃度，轉(zhuǎn)換風(fēng)門57D換至關(guān)閉位置，轉(zhuǎn)換風(fēng)門58D換至開啟位置。于是，含有適當(dāng)濃度粉煤的混合氣，通過粉煤供給管線58，供入點火，起動燃燒器，由發(fā)火器點火、起動。然后，轉(zhuǎn)換風(fēng)門51D轉(zhuǎn)換至開啟位置，來自粉碎機(jī)30的混合氣通過粉煤主供給管線51供入主燃燒器進(jìn)行燃燒。
在圖2示出的粉煤燃燒鍋爐中，與圖1的鍋爐相比，不要貯存箱和與它相關(guān)的設(shè)備，因此粉煤燃燒鍋爐整體構(gòu)成可以簡化。
本發(fā)明還可適用于具有點火燃燒器、起動燃燒器和主燃燒器，而且還具有分別與各個粉煤供給管線相接的燃燒器部分的粉煤燃燒鍋爐。為了幫助粉煤燃燒，還可在點火燃燒器及/或起動燃燒器中作為輔助燃料并用油或瓦斯氣等。
本發(fā)明可用于以粉煤作燃料的粉煤燃燒鍋爐等的點火及/或起動時。
權(quán)利要求
1.粉煤的燃燒方法，在由燃燒用空氣輸送粉煤的燃燒方法中，其特征是將該粉煤和上述燃燒空氣的混合氣，在該混合氣內(nèi)的粉煤濃度達(dá)到穩(wěn)定著火濃度時，供入起動時的燃燒裝置(20)。
2.粉煤的燃燒裝置，其特征是該裝置具有燃燒器手段(20)，將粉煤供入該燃燒器裝置的粉煤供給手段(30、40、51、52、58)，和從粉煤供給手段分支，且使上述粉煤循環(huán)的返回管線手段(52、55、56、57)，以及將粉煤供給手段和返回管線手段分別打開或關(guān)閉的轉(zhuǎn)換手段(51D、51V、52V、56V、57D、58D)。
3.權(quán)利要求
2記載的粉煤燃燒裝置，其特征是，上述粉煤供給手段具有粉碎煤的粉碎機(jī)(30)、將該粉碎機(jī)接在上述燃燒部分的粉煤主供給管線(51)、貯存粉煤的貯存箱(40)以及將該貯存箱與上述燃燒器相接的粉煤供給管線(52)，并且在上述返回管線手段(52、56、55)的途中配置了上述貯存箱。
4.權(quán)利要求
2記載的粉煤燃燒裝置，其特征是，上述粉煤供給手段具有粉碎煤的粉碎機(jī)(30)，將該粉碎機(jī)接在上述燃燒部分的粉煤供給管線(51、58)，并在上述返回管線(57)的途中配置有上述粉碎機(jī)。
5.權(quán)利要求
2至4的任一項中記載的粉煤燃燒裝置，其特征是，在該裝置中還設(shè)置有測定返回管線內(nèi)粉煤濃度的測定手段，以及接受來自顯示該濃度的該測定手段的信號、且判斷該濃度達(dá)到穩(wěn)定著火濃度時轉(zhuǎn)換上述轉(zhuǎn)換手段的控制裝置(80)。
6.權(quán)利要求
2至4的任一項記載的粉煤燃燒裝置，其特征是，在該裝置中還設(shè)置有從起動開始經(jīng)過規(guī)定時間時轉(zhuǎn)換上述轉(zhuǎn)換手段的控制裝置(80)。
專利摘要
本發(fā)明涉及粉煤的燃燒方法及其裝置，能很好地適用于粉煤燃燒鍋爐。在以前的粉煤燃燒鍋爐中，在起動初期，供入燃燒器部分的粉煤一空氣混合氣中的粉煤濃度低，因此不能通過發(fā)火器直接著火。為此，需要油等輔助燃料的預(yù)燃燒，還有爐內(nèi)爆炸的危險。本發(fā)明中，由于能將供入燃燒器部分的混合氣內(nèi)粉煤濃度提高到穩(wěn)定著火濃度以上，所以無需用油等輔助燃料的預(yù)燃燒，并容易進(jìn)行燃燒，爐內(nèi)也無爆炸危險。
文檔編號F23K3/02GK87106998SQ87106998
公開日1988年6月15日 申請日期1987年10月17日
發(fā)明者馬場彰, 沖浦邦夫, 藤原直機(jī) 申請人:巴布考克日立株式會社導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan