專利名稱：生物質(zhì)專燒燃燒器和生物質(zhì)混燒鍋爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及以生物質(zhì)燃料為輔助燃料用于燃煤鍋爐的生物質(zhì)專燒燃燒器和具備生物質(zhì)專燒燃燒器的生物質(zhì)混燒鍋爐。
背景技術(shù)：
近年來，希望計(jì)劃性地推進(jìn)實(shí)行地球溫室化的對(duì)策。在日本排出的溫室效應(yīng)氣體之中，最近，起源于能源的CO2約占9成。而且，處于下述狀況:全部發(fā)電之中，燃煤火力發(fā)電排出50%的C02。因此，對(duì)于燃煤火力發(fā)電設(shè)備，要求促進(jìn)環(huán)境負(fù)荷低的新能源的利用。在這樣的狀況下，日本制定了《關(guān)于電力企業(yè)利用新能源等的特別措施法》(以下，稱為「RPS法」)，采用了下述措施:對(duì)于電力企業(yè)，要求其承擔(dān)下述義務(wù)，S卩，每年利用使用與其銷售電量相應(yīng)的一定比例以上的新能源等得到的電，從而推進(jìn)新能源等的利用。根據(jù)RPS法，電力企業(yè)如果不采用利用生物質(zhì)作為輔助燃料的混燒方式的話，就不能夠新設(shè)燃煤火力發(fā)電設(shè)備。在已有的設(shè)備中，也要求導(dǎo)入生物質(zhì)混燒方式。有機(jī)物在地球上自然地反復(fù)分解、吸收、釋放進(jìn)行循環(huán)，因此由生物質(zhì)能源排放出的CO2，通過確保相同量的CO2吸收源，可以使收支均衡。因此，以作為循環(huán)資源的木質(zhì)生物質(zhì)為燃料的生物質(zhì)發(fā)電，不會(huì)成為使大氣中的CO2負(fù)荷實(shí)質(zhì)地增大的發(fā)電，作為新能源寄予著較大的期待。作為容易收集的木質(zhì)生物質(zhì)，有木質(zhì)顆粒、木質(zhì)片等。另外，如果在燒煤鍋爐中利用生物質(zhì)燃料作為輔助燃料，則不僅節(jié)約化石燃料和削減CO2排出量，生物質(zhì)燃料由于氮成分的含量少，因此還可以謀求燃燒排氣的低NOx化。作為一直以來 就使用的混燒式的燒煤鍋爐，有下述混燒鍋爐，其利用以往的粉煤燃燒器、或者同時(shí)地供給煤和生物質(zhì)燃料的混燒燃燒器，使混合了粉煤和生物質(zhì)燃料的粉體燃料燃燒。代表性的方式是利用以往的粉煤燃燒鍋爐，并向例如輥磨機(jī)等將煤進(jìn)行微粉碎的磨機(jī)中加入木質(zhì)生物質(zhì)原料，制造粉煤和生物質(zhì)的混合燃料，并使運(yùn)送空氣載送該混合燃料，利用粉煤燃燒器使其燃燒。為了提高燃燒器的燃燒效率，在輥磨機(jī)中，將煤磨成為通常為200i!m以下、優(yōu)選為70iim左右的粉煤。此時(shí)，生物質(zhì)燃料也一起粉碎得極微細(xì)。另一方面，如果向輥磨機(jī)中同時(shí)地投入煤和木質(zhì)生物質(zhì)進(jìn)行處理，則制品粒度惡化，100 u m以上的粗的成分增加。圖7是將對(duì)輥磨機(jī)混入了 5%的木質(zhì)生物質(zhì)時(shí)的粉碎粒度分布與僅處理煤時(shí)進(jìn)行比較的圖。曲線圖中，對(duì)于制品燃料的粒度，在橫軸上用對(duì)數(shù)刻度表示篩孔，在縱軸上表示篩網(wǎng)的通過重量百分率?？芍捎谀举|(zhì)生物質(zhì)的混入，制品燃料的粒度分布向粗的一方和細(xì)的一方兩方擴(kuò)展。此外，木質(zhì)生物質(zhì)燃料與粉煤燃燒特性不同。例如揮發(fā)分是煤的2倍。發(fā)熱量，在木質(zhì)顆粒的情況下是煤的2/3、在木質(zhì)片的情況下是煤的1/2。另外，灰分，在木質(zhì)顆粒和木質(zhì)片的情況下是煤的1/10以下。因此，利用作為粉煤燃燒器設(shè)計(jì)的燃燒器來混燒生物質(zhì)燃料時(shí)存在混合比的極限(界限)。推定為:粉煤鍋爐中的生物質(zhì)燃料混合比的工業(yè)實(shí)際值為3%，極限為5%左右。[0011]如果考慮今后的趨勢(shì)，則在向粉煤中加入木質(zhì)生物質(zhì)燃料作為輔助燃料進(jìn)行混燒的混燒鍋爐中，混燒率以重量比計(jì)變?yōu)?0%左右時(shí)，可期待有效利用可能性大大地增大。在利用粉煤燃燒器的情況下，由于不能夠獲得生物質(zhì)燃料的高混燒率，因此考慮導(dǎo)入生物質(zhì)專燒燃燒器。木質(zhì)生物質(zhì)燃料粉碎得越細(xì)，粉碎所需要的動(dòng)力就越增大，使單位消費(fèi)資源增加。另一方面，木質(zhì)生物質(zhì)燃料，在相同粒徑時(shí)比煤容易燃燒，因此不需要減小粉碎粒。由于木質(zhì)生物質(zhì)燃料的燃燒特性與粉煤不同，因此為了使木質(zhì)生物質(zhì)燃料高效率地燃燒，優(yōu)選對(duì)木質(zhì)生物質(zhì)燃料使用特定化了的生物質(zhì)專燒燃燒器。在使用生物質(zhì)專燒燃燒器的情況下，可以與粉煤相獨(dú)立地在適合于木質(zhì)生物質(zhì)燃料的條件下運(yùn)行微粉碎機(jī)，并針對(duì)使用粉煤燃燒器的煤選擇適當(dāng)?shù)幕鞜壤\(yùn)行混燒鍋爐。作為鍋爐的混燒率，可根據(jù)粉煤燃燒器和生物質(zhì)專燒燃燒器的設(shè)置數(shù)、以及燃燒效率確定。在專利文獻(xiàn)I中曾公開了一種適用于將粉煤和生物質(zhì)燃料利用分別開的系統(tǒng)分別投入火爐使其燃燒的混燒鍋爐的生物質(zhì)專燒燃燒器。所公開的生物質(zhì)專燒燃燒器的生物質(zhì)燃料噴出噴嘴，在噴嘴內(nèi)的中心部中央設(shè)置防止生物質(zhì)燃料偏流的分散裝置，在噴嘴內(nèi)的上游部，具備用于使燃料的流速上升、使生物質(zhì)燃料粒子與分散裝置碰撞的文丘里管(Venturi)，在噴嘴的前端設(shè)置使生物質(zhì)燃料的流動(dòng)急劇擴(kuò)大的階段狀擴(kuò)大結(jié)構(gòu)的穩(wěn)燃器，在噴嘴的外側(cè)，設(shè)置了供給二次空氣的旋轉(zhuǎn)流的燃燒用空氣噴嘴。生物質(zhì)專燒燃燒器，為了使規(guī)定量的生物質(zhì)燃料燃燒而進(jìn)行了最佳化，可以根據(jù)在應(yīng)用的火爐中所需求的生物質(zhì)燃料處理量確定設(shè)置數(shù)。在專利文獻(xiàn)I中記載了混燒率為15%的實(shí)施例。再者，優(yōu)選生物質(zhì)專燒燃燒器設(shè)置在粉煤專燒燃燒器和二段(二級(jí))燃燒用空氣噴出口之間。另外，在專利文獻(xiàn)2中曾公開了設(shè)置有粉煤和生物質(zhì)燃料的混燒燃燒器的鍋爐、和設(shè)置有作為間歇地供給生物質(zhì)燃料使其燃燒的生物質(zhì)燃料燃燒用燃燒器轉(zhuǎn)用的起動(dòng)用或輔助用燃燒器的鍋爐。但是，在專利文獻(xiàn)2中，沒有記載生物質(zhì)專燒燃燒器的具體形態(tài)、使用上的問題、解決方法等。專利文獻(xiàn)3公開了一種粉煤專燒燃燒器。所公開的燃燒器是適合于與生物質(zhì)燃料相比發(fā)熱量大、燃燒所需要的空氣量大、比重大，因此最佳的粒度小的粉煤的燃燒器。為了使木質(zhì)生物質(zhì)燃料以高的效率燃燒，需要對(duì)應(yīng)于木質(zhì)生物質(zhì)燃料進(jìn)行最佳化?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1:日本特開2005-291534號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2:日本特開2005-291524號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3:日本特開平9-26112號(hào)公報(bào)

實(shí)用新型內(nèi)容提供利用粉煤燃燒鍋爐將生物質(zhì)燃料混燒，可進(jìn)行大量的木質(zhì)生物質(zhì)燃燒的生物質(zhì)專燒燃燒器、可以削 減起源于化石燃料的CO2量的生物質(zhì)混燒鍋爐。[0025]為了解決上述課題，本實(shí)用新型的生物質(zhì)專燒燃燒器是下述生物質(zhì)燃燒燃燒器，其具有:生物質(zhì)燃料噴出噴嘴，該生物質(zhì)燃料噴出噴嘴具有彎曲部，并具備噴出由一次空氣所運(yùn)送的生物質(zhì)燃料的燃料噴出口 ；噴出二次空氣的二次空氣噴嘴，該二次空氣噴嘴具備圍繞燃料噴出口的開口的二次空氣噴出口 ；和噴出三次空氣的旋轉(zhuǎn)流的三次空氣噴嘴，該三次空氣噴嘴具備圍繞二次空氣噴出口的開口的三次空氣噴出口。本實(shí)用新型的生物質(zhì)燃料燃燒器，其特征在于，在生物質(zhì)燃料噴出噴嘴的內(nèi)部中央設(shè)置旋轉(zhuǎn)葉片，該旋轉(zhuǎn)葉片將在彎曲部偏流了的生物質(zhì)燃料流變換為繞軸旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)流，使燃料濃度在管軸側(cè)較稀而在外周部側(cè)較濃地分布，并且，在燃料噴出口的緊上游側(cè)的內(nèi)壁具備整流板，該整流板抑制從燃料噴出口噴出的燃料流的旋轉(zhuǎn)，由此，將燃料濃度分布適當(dāng)化，并且通過調(diào)整二次空氣噴出口的開口和三次空氣噴出口的開口、抑制二次空氣量，使燃料流和三次空氣流之間形成緩沖流。本實(shí)用新型的生物質(zhì)專燒燃燒器，也可以在生物質(zhì)燃料噴出噴嘴的彎曲部下游的直管部具備貫穿管軸而供給液體燃料的油供給配管。向本實(shí)用新型的生物質(zhì)專燒燃燒器供給燃料流，在爐內(nèi)使其燃燒，所述燃料流是在一次空氣中載有生物質(zhì)燃料的燃料流，該生物質(zhì)燃料是與粉煤相獨(dú)立地使用沖擊式破碎機(jī)(例如，株式會(huì)社7 — 7 ^々二力制TSX型粉碎機(jī)(破碎機(jī)=Shredder))等的二次粉碎機(jī)將木質(zhì)生物質(zhì)原料形成為2mm以下的粒子的生物質(zhì)燃料。為了使設(shè)置了生物質(zhì)專燒燃燒器的火爐中的燃燒氣體的NOx減少，優(yōu)選使生物質(zhì)燃料在還原氣氛中燃燒。本實(shí)用新型的生物質(zhì)專燒燃燒器，為了運(yùn)送生物質(zhì)燃料需要15 25m/s左右的流速，因此對(duì)一次空氣量有一定的制約。此外，為了使生物質(zhì)燃料在還原氣氛中效率良好地燃燒，優(yōu)選使一次空氣量按相對(duì)于生物質(zhì)燃料重量的A/C值(Nm3/kg)計(jì)變?yōu)?.8^2.5來進(jìn)行運(yùn)行。
本實(shí)用新型的生物質(zhì)專燒燃燒器，可以在下述條件下運(yùn)行:在額定燃料流量下，A/C值為2.5以下，在相對(duì)于額定為60%負(fù)荷狀態(tài)時(shí)，A/C值為1.5以下。在燃料量為60%以上的情況下，可以以變?yōu)閷⑷紵黝~定的燃料量下的A/C2.5和相對(duì)于燃燒器額定為60%的燃料量下的A/C1.5之間進(jìn)行了比例分配的A/C值以下的方式運(yùn)行。在本實(shí)用新型的生物質(zhì)專燒燃燒器中，比三次空氣流小的二次空氣流，將釋放到爐內(nèi)的生物質(zhì)燃料沿噴嘴軸向重卷而在噴出口周邊形成渦流，由此具有使穩(wěn)焰性提高，并且使還原氣氛中的燃燒持續(xù)更長時(shí)間從而提高抑制NOx效果的作用。另外，本實(shí)用新型的生物質(zhì)混燒鍋爐，其特征在于，構(gòu)成為:在粉煤燃燒鍋爐上設(shè)置本實(shí)用新型的生物質(zhì)專燒燃燒器，將利用與粉煤不同的微粉碎機(jī)處理了的生物質(zhì)燃料向生物質(zhì)專燒燃燒器供給。再者，生物質(zhì)專燒燃燒器，可以設(shè)置在粉煤燃燒鍋爐的爐后的、與設(shè)置在高位置的粉煤燃燒器相同或更高的位置。另外，生物質(zhì)專燒燃燒器也可以設(shè)置在粉煤鍋爐的爐前。本實(shí)用新型的生物質(zhì)混燒鍋爐，可以大量地燃燒生物質(zhì)燃料，節(jié)約煤，抑制CO2的釋放，以及降低N0X。本實(shí)用新型的生物質(zhì)專燒燃燒器，可以與粉煤相獨(dú)立地使生物質(zhì)燃料大量地燃Jyti o另外，對(duì)新設(shè)(新建)和已有(已設(shè))的粉煤燃燒鍋爐設(shè)置適當(dāng)數(shù)量的生物質(zhì)專燒燃燒器，制成生物質(zhì)混燒鍋爐，使生物質(zhì)燃料燃燒，削減燃煤量、降低排氣中的NOx并且削減源于化石燃料的CO2排放量的效果大。

圖1是本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例涉及的生物質(zhì)專燒燃燒器的概略截面圖。圖2是表示用于本實(shí)施例的生物質(zhì)專燒燃燒器的旋轉(zhuǎn)葉片的例子的圖。圖3是說明本實(shí)施例中的生物質(zhì)燃燒工藝的設(shè)備(plant)系統(tǒng)圖。圖4是表示本實(shí)施例的生物質(zhì)專燒燃燒器在鍋爐上的設(shè)置例的概念圖。圖5是向本實(shí)施例的生物質(zhì)專燒燃燒器供給的生物質(zhì)燃料的粒度分布圖。圖6是表示本實(shí)施例的生物質(zhì)專燒燃燒器的運(yùn)行范圍的燃燒器負(fù)荷*A/C關(guān)系圖。圖7是利用以往的粉煤燃燒器燃燒的煤和生物質(zhì)的混合燃料的粒度分布圖。附圖標(biāo)記說明10生物質(zhì)燃料噴出噴嘴11生物質(zhì)燃料供給管
12導(dǎo)入管13翻轉(zhuǎn)板15燃料濃度調(diào)整部16旋轉(zhuǎn)葉片17旋轉(zhuǎn)度調(diào)整板19燃料噴出口20 二次空氣噴嘴21旋轉(zhuǎn)器23 二次空氣噴出口25三次空氣噴嘴26旋轉(zhuǎn)器27三次空氣噴出口31輔助燃料供給管51接受斗52皮帶傳輸器53微粉碎機(jī)54送風(fēng)風(fēng)扇55 旋風(fēng)分離器(cyclone)56定量供給機(jī)57 袋濾器(bag filter)59運(yùn)送風(fēng)扇61粉煤鍋爐63生物質(zhì)燃料供給管[0072]65燃料運(yùn)送流供給管100生物質(zhì)專燒燃燒器
具體實(shí)施方式
以下，參照附圖對(duì)于本實(shí)用新型的實(shí)施方式進(jìn)行說明。圖1是本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例涉及的生物質(zhì)專燒燃燒器的概略截面圖，圖2是表示用于生物質(zhì)專燒燃燒器的旋轉(zhuǎn)葉片的例子的附圖。圖2 (a)的圖是從管軸的方向觀察旋轉(zhuǎn)葉片的主視圖，圖2 (b)的圖是從垂直于管軸的方向觀察的側(cè)視圖。本實(shí)施例的生物質(zhì)專燒燃燒器100，如圖1所示，具備:生物質(zhì)燃料噴出噴嘴10、二次空氣噴嘴20和三次空氣噴嘴25。也可以在生物質(zhì)燃料噴出噴嘴10的管軸上設(shè)置輔助燃料供給管31。生物質(zhì)燃料噴出噴嘴10，是向爐內(nèi)供給一次空氣所運(yùn)送的生物質(zhì)燃料的噴嘴，可使用成為生物質(zhì)燃料在配管中不滯 留的15 25m/s左右的風(fēng)速的量的一次空氣。在生物質(zhì)燃料噴出噴嘴10中，相對(duì)于沿水平方向配置的生物質(zhì)燃料供給管11，在彎曲部14的位置使導(dǎo)入管12在大致垂直的方向上與其會(huì)合。生物質(zhì)燃料噴出噴嘴10，使從導(dǎo)入管12流入的燃料流與設(shè)置在彎曲部14的翻轉(zhuǎn)板13碰撞從而彎曲大致90°。如果在彎曲部14將燃料流經(jīng)由彎管平滑地彎曲，則流動(dòng)中的燃料粒子由于離心力而偏在于彎管的外周側(cè)，在彎管出口，配管內(nèi)的周向的燃料分布變得不均等。在此，在本實(shí)用新型的噴嘴中，通過使燃料流與平板的翻轉(zhuǎn)板13碰撞而擾亂流動(dòng)，使配管內(nèi)的燃料分布在周向上變得均等。由一次空氣運(yùn)送的生物質(zhì)燃料流，通過彎曲部14，從而在流的截面上的生物質(zhì)燃料的濃度分布不均勻，因此，在作為其下游的生物質(zhì)燃料噴出噴嘴11的內(nèi)部中央設(shè)置燃料濃度調(diào)整部15，調(diào)整生物質(zhì)燃料流的燃料濃度。燃料濃度調(diào)整部15，如圖2所示，通過在生物質(zhì)燃料噴出噴嘴11的流路中設(shè)置多個(gè)旋轉(zhuǎn)葉片16而構(gòu)成。旋轉(zhuǎn)葉片16，其葉片相對(duì)于管軸傾斜。旋轉(zhuǎn)葉片16通過使流入的生物質(zhì)燃料流變成為繞軸旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)流，來進(jìn)行調(diào)整使得燃料濃度在中心較稀而在外周部較濃地分布，并且濃度分布在周向上大致相同。此外，在向爐內(nèi)噴出燃料的燃料噴出口 19的緊上游的管內(nèi)壁，具備旋轉(zhuǎn)度調(diào)整板17。由此，削弱由旋轉(zhuǎn)葉片16給予的燃料流的旋轉(zhuǎn)力，抑制噴出后的燃料流的擴(kuò)展。旋轉(zhuǎn)度調(diào)整板17，由沿周向配置了多個(gè)的、與管軸大致平行的平板構(gòu)成。旋轉(zhuǎn)度調(diào)整板17的大小和方向，可以根據(jù)燃料流的旋轉(zhuǎn)力和噴出后的擴(kuò)大角適當(dāng)確定。以圍繞生物質(zhì)燃料噴出噴嘴10的方式設(shè)置二次空氣噴嘴20，而且以圍繞二次空氣噴嘴20的方式設(shè)置三次空氣噴嘴25。二次空氣噴嘴20，通過旋轉(zhuǎn)器21從風(fēng)箱取入二次空氣，從形成于燃料噴出口 19的周圍的二次空氣噴出口 23向爐內(nèi)供給二次空氣。另外，三次空氣噴嘴25，通過旋轉(zhuǎn)器26從風(fēng)箱取入三次空氣，從形成于二次空氣噴出口 23的周圍的三次空氣噴出口 27向爐內(nèi)供給
三次空氣。二次空氣和三次空氣，作為燃燒用空氣的一部分，與從燃料噴出口 19向爐內(nèi)擴(kuò)展的生物質(zhì)燃料流混合，使生物質(zhì)燃料燃燒。二次空氣，位于三次空氣的內(nèi)側(cè)，具有下述作用:與生物質(zhì)燃料流首先接觸使其向內(nèi)側(cè)彎曲，從而延遲燃料流與三次空氣流會(huì)合，使燃料濃度高的狀態(tài)持續(xù)，由此確保穩(wěn)定的著火性能，使穩(wěn)焰性提高。另外，可以確保在低氧量下的燃燒時(shí)間，更有效地使NOx降低。在圖1所示的生物質(zhì)專燒燃燒器100中，為了形成在燃料噴出口 19的周圍旋轉(zhuǎn)的燃燒用空氣的旋轉(zhuǎn)流，旋轉(zhuǎn)器21和旋轉(zhuǎn)器26被設(shè)置在距離風(fēng)箱的送入口附近。也可以將這些旋轉(zhuǎn)器21、26分別設(shè)置在二次空氣噴出口 23和三次空氣噴出口 27的緊上游。再者，二次空氣當(dāng)加強(qiáng)旋轉(zhuǎn)時(shí)，其作用變?nèi)?，因此也有時(shí)不設(shè)置二次空氣用的旋轉(zhuǎn)器21。輔助燃料供給管31，是在生物質(zhì)燃料不足的情況等供給替代地使用的輔助用或起動(dòng)用的供給液體燃料和/或氣體燃料的燃料供給管。對(duì)穩(wěn)定的運(yùn)行有效，但不是必需的。另外，雖未圖示，但在本實(shí)施例的生物質(zhì)專燒燃燒器100中，也設(shè)置有引燃器(弓丨燃燃燒器:pilot burner)和/或火焰檢測(cè)器。圖3是說明應(yīng)用了本實(shí)施例的生物質(zhì)專燒燃燒器100的粉煤鍋爐中的生物質(zhì)燃料供給系統(tǒng)的例子的設(shè)備系統(tǒng)圖。在以往類型的粉煤鍋爐61的側(cè)壁，設(shè)置有生物質(zhì)專燒燃燒器100。生物質(zhì)專燒燃燒器100，也可以替換已有的粉煤燃燒器或二段燃燒空氣供給噴嘴的一部分而設(shè)置。生物質(zhì)燃料，使用與制造粉煤的微粉碎機(jī)不同的專用的微粉碎機(jī)，加工成具有與粉煤不同的粒度的粒體，由與粉煤獨(dú)立的空氣流運(yùn)送，向生物質(zhì)專燒燃燒器100供給。生物質(zhì)燃料供給系統(tǒng)，具備:接受斗51，其接受木質(zhì)生物質(zhì)原料；皮帶傳輸器52，其從接受斗51的底部運(yùn)出規(guī)定量的原料；微粉碎機(jī)53，其從傳輸器52接受原料制成為規(guī)定大小的粒子；送風(fēng)風(fēng)扇54，其供給用于從微粉碎機(jī)53運(yùn)送生物質(zhì)燃料的空氣；旋風(fēng)分離器(CyCl0ne)55，其從生物質(zhì)粒子除去極微細(xì)的粒子；袋濾器57，其從由旋風(fēng)分離器55排出的空氣除去微粉體并將清潔的空氣釋放到大氣中；計(jì)量供給機(jī)56，其從旋風(fēng)分離器55的底部按規(guī)定量取出木質(zhì)生物質(zhì)燃 料進(jìn)行供給；運(yùn)送風(fēng)扇59，其供給用于運(yùn)送以規(guī)定流量供給的生物質(zhì)燃料的一次空氣。一次粉碎后被供給到接受斗51的木質(zhì)生物質(zhì)原料，利用微粉碎機(jī)53進(jìn)行二次粉碎直到具有規(guī)定的粒度分布，在向旋風(fēng)分離器55送風(fēng)除去了極微細(xì)的成分的狀態(tài)下，積留在旋風(fēng)分離器55的底部，利用計(jì)量供給機(jī)56按規(guī)定量向生物質(zhì)燃料供給管63供給。從計(jì)量供給機(jī)56供給到生物質(zhì)燃料供給管63的生物質(zhì)燃料，由從運(yùn)送風(fēng)扇59壓送的一次空氣運(yùn)送，經(jīng)由燃料運(yùn)送流供給管65，向生物質(zhì)專燒燃燒器100供給。運(yùn)送供氣量被確定為具有ISm/slSm/s左右的流速，使得燃料運(yùn)送流供給管65和生物質(zhì)專燒燃燒器100之中不產(chǎn)生燃料粒子的停滯和極度的高速流。圖4是表示在已有的粉煤燃燒鍋爐上設(shè)置了本實(shí)施例的生物質(zhì)專燒燃燒器時(shí)的配置例的圖。圖4的配置例，是對(duì)于在爐前下方(燃燒氣體流的上游側(cè))設(shè)置有4個(gè)X4列的合計(jì)16個(gè)粉煤燃燒器、在爐前上方(燃燒氣體流的下游側(cè))設(shè)置有4個(gè)X2列的合計(jì)8個(gè)TS孔口的已有的粉煤燃燒鍋爐，在背面?zhèn)鹊臓t后的與最上列的粉煤燃燒器的高度大致對(duì)應(yīng)的位置，附設(shè)了 I列X4個(gè)的生物質(zhì)專燒燃燒器的配置例。生物質(zhì)專燒燃燒器的數(shù)目，可以根據(jù)生物質(zhì)專燒燃燒器的容量和想要用鍋爐處理的生物質(zhì)燃料量來確定。為了使生物質(zhì)燃料中的粒徑大且重的燃料粒子，利用燃燒氣體的上升氣流浮游適當(dāng)時(shí)間使其燃燒，優(yōu)選進(jìn)行配置使得粉煤燃燒器位于生物質(zhì)專燒燃燒器之下。由此，可以防止生物質(zhì)燃料中的粒徑大且重的燃料粒子以未燃燒狀態(tài)落下到爐底。再者，在改裝已有的鍋爐時(shí)，當(dāng)然也可以將已有的粉煤燃燒器或TS孔口的適當(dāng)?shù)囊徊糠指鼡Q為生物質(zhì)專燒燃燒器。以往的粉煤燃燒器，通常，為了提高燃燒效率需要將煤進(jìn)行微粉碎，制成為通常為200 iim以下、優(yōu)選為70 iim左右的微粉體使用。在本實(shí)施例的粉煤燃燒器中，可使用進(jìn)行了處理使得燃料的粒徑為74pm以下占80%的粉煤燃料，通過將A/C (燃料運(yùn)送空氣量(NmVh)相對(duì)于燃料(kg/h)的比)調(diào)整到0.8 3.0的范圍，可以在相對(duì)于額定值的負(fù)荷率為35% 100%的范圍燃燒粉煤。然而，木質(zhì)生物質(zhì)燃料，在粉碎原料的情況下，隨著粒度變小，粉碎電力急劇地增大，經(jīng)濟(jì)性變差。另外，木質(zhì)生物質(zhì)燃料，在相同的粒徑時(shí)比煤容易燃燒，因此可以增大粉碎粒。因此，優(yōu)選:木質(zhì)生物質(zhì)燃料粉碎到具有大致2mm以下的粒度分布來使用。這樣，由于最佳的燃燒條件不同，因此在本實(shí)施例中使用與粉煤不同的生物質(zhì)專燒燃燒器100，使生物質(zhì)燃料在與粉煤不同的條件下燃燒，因此，使用與粉煤用的粉碎機(jī)相獨(dú)立地選擇出的例如株式會(huì)社7 — 7 ^々二力制TSX型粉碎機(jī)等適當(dāng)?shù)奈⒎鬯闄C(jī)53，將以已進(jìn)行了一次粉碎的狀態(tài)供給的木質(zhì)生物質(zhì)原料進(jìn)行二次粉碎，從而形成為最適合于專燒的尺寸的粒子。另外，對(duì)于運(yùn)送用的一次空氣，也優(yōu)選:使用另外獨(dú)立的運(yùn)送風(fēng)扇59，并使其具備適合于生物質(zhì)專燒燃燒器100的風(fēng)量和/或風(fēng)壓。圖5是表示對(duì)于木質(zhì)顆粒、木質(zhì)片的各種木質(zhì)生物質(zhì)原料，利用微粉碎機(jī)處理之前和處理之后的粒度分布的曲線圖。例如，利用微粉碎機(jī)53粉碎為2mm以下的木質(zhì)顆粒，顯示700 y m以下占80%的粒子分布，可以利用本實(shí)施例的生物質(zhì)專燒燃燒器100容易地進(jìn)行還原燃燒。另外，通過應(yīng)用于實(shí)際鍋爐的情況的木質(zhì)生物質(zhì)熱流動(dòng)解析確認(rèn)出，顯示上述粒子分布的生物質(zhì)燃料，從生物 質(zhì)燃料噴出噴嘴10的燃料噴出口 19釋放到爐內(nèi)時(shí)，全部的粒子乘著爐內(nèi)的燃料氣體上升氣流而浮游燃燒，未燃成分沒有沉降到爐底。圖6是本實(shí)施例的生物質(zhì)專燒燃燒器100涉及的燃燒器負(fù)荷^A/C關(guān)系圖。圖中，在橫軸上以相對(duì)于額定的比例(％)表示燃料量，在縱軸上表示A/C (Nm3/kg)。圖中示出的帶有陰影的區(qū)域是運(yùn)行推薦區(qū)域。本實(shí)施例的生物質(zhì)專燒燃燒器100，如圖6所示，可以在下述條件下在工業(yè)上使用:在負(fù)荷率100%下A/C為0.8 2.5，在負(fù)荷率60%下A/C為0.8 1.5。在負(fù)荷率100%時(shí)直到高的A/C都可以使用，但在負(fù)荷率60%時(shí)A/C的上限變得比較小，認(rèn)為這是由于，燃料流中的燃料成分變小，著火性和穩(wěn)焰性降低，而且盡管燃料減少、燃燒用空氣量減少，但燃料的運(yùn)送所需要的一次空氣量沒怎么變化，因此二次空氣和三次空氣不足，使本燃燒器機(jī)構(gòu)所特有的穩(wěn)焰作用減弱的緣故。再者，負(fù)荷率60%以下時(shí)，生物質(zhì)燃料流中的燃料成分的比例變得過小，良好的著火和穩(wěn)焰變得困難，因此不推薦。圖6中記載了使用燃燒額定值300kg/h的燃料的生物質(zhì)專燒燃燒器，確認(rèn)出可運(yùn)行的范圍的結(jié)果。圖中的黑圓點(diǎn)表示著火性和穩(wěn)焰性良好、火焰穩(wěn)定的事例，叉號(hào)表示穩(wěn)焰性等差，燃燒不良的事例。從圖中可以確認(rèn)出在運(yùn)行推薦區(qū)域內(nèi)具有可運(yùn)行性。應(yīng)用了本實(shí)施例的生物質(zhì)專燒燃燒器的生物質(zhì)混燒鍋爐，通過使大量的木質(zhì)生物質(zhì)燃料燃燒，可以節(jié)減煤消耗量，能夠抑制源于化石燃料的CO2釋放。生物質(zhì)專燒燃燒器，與粉煤相獨(dú)立地燃燒生物質(zhì)燃料，因此可以根據(jù)設(shè)置數(shù)來調(diào)整燃燒量，通過設(shè)置適當(dāng)數(shù)量的具有規(guī)定的容量的燃燒器，可以使大量的生物質(zhì)燃料穩(wěn)定地混燒。另外，在生物質(zhì)混燒鍋爐中，由于生物質(zhì)燃料中氮成分少，因此可以謀求燃燒排氣的低NOx化。產(chǎn)業(yè)上的利用可能性通過將本實(shí)用新型的生物質(zhì)專燒燃燒器應(yīng)用于新設(shè)的或者已有的粉煤燃燒鍋爐上，可以獲得以高的生 物質(zhì)混燒率進(jìn)行燃燒的生物質(zhì)混燒鍋爐。
權(quán)利要求1.一種生物質(zhì)專燒燃燒器，其特征在于，具有: 生物質(zhì)燃料噴出噴嘴，其具有彎曲部，并具備噴出一次空氣所運(yùn)送的生物質(zhì)燃料的燃料噴出口 ； 噴出二次空氣的二次空氣噴嘴，其具備圍繞所述燃料噴出口的開口的二次空氣噴出口 ；和 噴出三次空氣的旋轉(zhuǎn)流的三次空氣噴嘴，其具備圍繞所述二次空氣噴出口的三次空氣噴出口， 在所述生物質(zhì)燃料噴出噴嘴的內(nèi)部中央具備旋轉(zhuǎn)葉片，所述旋轉(zhuǎn)葉片將在所述彎曲部偏流了的生物質(zhì)燃料流變換為繞軸旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)流，使燃料濃度在管軸側(cè)較稀而在外周部側(cè)較濃地分布，并且，在所述燃料噴出口的緊上游的管內(nèi)壁具備旋轉(zhuǎn)度調(diào)整板，所述旋轉(zhuǎn)度調(diào)整板抑制從所述燃料噴出口噴出的燃料流的旋轉(zhuǎn)，由此，將燃料濃度分布適當(dāng)化， 通過調(diào)整所述二次空氣噴出口的開口和所述三次空氣噴出口的開口、抑制二次空氣量，使燃料流和三次空氣流之間形成緩沖流。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)專燒燃燒器，其特征在于，以在所述生物質(zhì)燃料噴出噴嘴的管內(nèi)使燃料運(yùn)送流的速度處于ISm/slSm/s的范圍內(nèi)的量供給所述一次空氣。
3.—種生物質(zhì)混燒鍋爐，構(gòu)成為:在粉煤燃燒鍋爐上設(shè)置有權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)專燒燃燒器，將采用與處理粉煤的微粉碎機(jī)不同的微粉碎機(jī)處理了的生物質(zhì)燃料向該生物質(zhì)專燒燃燒器供給。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的生物質(zhì)混燒鍋爐，其特征在于，所述生物質(zhì)專燒燃燒器設(shè)置在所述粉煤燃燒鍋爐的爐后的、與設(shè)置在高位置的粉煤燃燒器相同或更高的位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所 述的生物質(zhì)混燒鍋爐，其特征在于，在所述生物質(zhì)專燒燃燒器中，以在所述生物質(zhì)燃料噴出噴嘴的管內(nèi)使燃料運(yùn)送流的速度處于15mAT25m/s的范圍內(nèi)的量供給所述一次空氣。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的生物質(zhì)混燒鍋爐，其特征在于，所述生物質(zhì)專燒燃燒器設(shè)置在所述粉煤燃燒鍋爐的爐后的、與設(shè)置在高位置的粉煤燃燒器相同或更高的位置。
專利摘要本實(shí)用新型涉及生物質(zhì)專燒燃燒器和生物質(zhì)混燒鍋爐。一種應(yīng)用于粉煤燃燒鍋爐使生物質(zhì)燃燒的生物質(zhì)專燒燃燒器、削減源于化石燃料的CO2量的生物質(zhì)混燒鍋爐和利用它們的生物質(zhì)燃料燃燒方法。一種生物質(zhì)專燒燃燒器，其設(shè)置有生物質(zhì)燃料噴出噴嘴(10)，其具備噴出一次空氣所運(yùn)送的生物質(zhì)燃料的燃料噴出口(19)；二次空氣噴嘴(20)，其具備圍繞燃料噴出口的二次空氣噴出口(23)；和三次空氣噴嘴(25)，其具備圍繞二次空氣噴出口的三次空氣噴出口(27)，在生物質(zhì)燃料噴出噴嘴中具備將生物質(zhì)燃料流變換為旋轉(zhuǎn)流，使燃料濃度在外周部側(cè)較濃地分布的燃料濃度調(diào)整部(15)、和抑制噴出的燃料流的旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)度調(diào)整板(17)，抑制二次空氣量，使燃料流和三次空氣流之間形成緩沖流，使著火性和穩(wěn)焰性提高。
文檔編號(hào)F23D1/02GK203116003SQ20122073082
公開日2013年8月7日 申請(qǐng)日期2012年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月26日
發(fā)明者谷口孝二, 加藤篤德, 矢原俊, 田部裕 申請(qǐng)人:川崎重工業(yè)株式會(huì)社