JP2008039341A - Coal combustion method and coal combustion apparatus - Google Patents
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Abstract
【課題】多額の設備投資を必要とせず、既存の設備を用いても、複数種類の微粉炭を燃焼させた際の灰中未燃分濃度を低減させると共にNOX濃度を低減させることができる石炭燃焼方法及び石炭燃焼装置を提供する。
【解決手段】
燃焼室内(ボイラ火炉2)に微粉炭を燃料とするバーナが鉛直方向に複数設けられた燃焼装置(石炭燃焼装置100)を用いて、微粉炭を燃焼させる石炭燃焼方法において、微粉炭は、第1の微粉炭と、前記第1の微粉炭よりも燃焼比が低い第2の微粉炭とからなり、第1の微粉炭を下方に位置するバーナ3a、3bに供給すると共に第2の微粉炭を下方に位置するバーナ3a、3bの上方に位置するバーナ3cに供給する。
【選択図】図1
A without requiring significant capital investment, even with existing equipment, it is possible to reduce the NO X concentration with reducing ash in unburned concentration when burned plural kinds of pulverized coal A coal combustion method and a coal combustion apparatus are provided.
[Solution]
In a coal combustion method for burning pulverized coal using a combustion apparatus (coal combustion apparatus 100) in which a plurality of burners using pulverized coal as fuel in the combustion chamber (boiler furnace 2) are provided in the vertical direction, 1 pulverized coal and second pulverized coal having a combustion ratio lower than that of the first pulverized coal, and the first pulverized coal is supplied to the burners 3a and 3b located below and the second pulverized coal. Is supplied to the burner 3c located above the burners 3a and 3b located below.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、石炭燃焼方法及びその方法を用いた石炭燃焼装置に関する。 The present invention relates to a coal combustion method and a coal combustion apparatus using the method.
現在わが国の電気は、主に化石燃料のエネルギーで作られ、その3分の1に石炭が利用されている。化石燃料から作られる電気は、主に火力発電所で作られており、火力発電設備は我々の生活の中で重要な役割を占めている。 At present, Japan's electricity is mainly made from fossil fuel energy, and one-third of it uses coal. Electricity made from fossil fuels is mainly produced by thermal power plants, and thermal power generation facilities play an important role in our lives.
近年、エネルギーセキュリティーの観点から、可採埋蔵量の豊富な石炭を利用した微粉炭火力の導入が急速に進展しており、従来から燃料として利用されてきた石炭と可採埋蔵量の豊富な別種の石炭とを一定比率で混合した混合微粉炭を燃料として用いた火力発電設備が現在盛んに研究されている。 In recent years, from the viewpoint of energy security, the introduction of pulverized coal-fired power using coal with abundant reserves has been advancing rapidly, and coal that has been used as fuel and other types with abundant reserves available. A thermal power generation facility using a mixed pulverized coal mixed with a certain amount of coal as a fuel is being actively studied.
しかしながら、このような火力発電設備に燃料として用いられる混合微粉炭には、従来火力発電設備の燃料として利用されてきた石炭とは成分が異なる石炭が含まれているために、既存の火力発電設備を用いて従来と同様の方法により混合微粉炭を燃焼させると、従来の微粉炭を燃焼させた場合と比較してNOx濃度や、灰中未燃分濃度が高くなってしまうという問題があった。 However, the mixed pulverized coal used as fuel for such a thermal power generation facility contains coal having a component different from that of coal conventionally used as the fuel for the thermal power generation facility. When the mixed pulverized coal is burned by the same method as in the past using NO, there is a problem that the NOx concentration and the unburned ash concentration in ash become higher than in the case of burning the conventional pulverized coal. .
このような問題に対しては、例えば排ガス出口部の炉幅方向中央部を通る燃焼排ガスを抜き出して燃焼部に再循環させることにより、再循環ガス量を増大させることなく燃焼排ガス中のNOXを効率よく燃焼部に再循環させて、NOXの排出量を低減させる方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 To solve such a problem, for example, by extracting the combustion exhaust gas passing through the center part in the furnace width direction of the exhaust gas outlet part and recirculating it to the combustion part, NO X in the combustion exhaust gas is increased without increasing the amount of recirculation gas. the recirculated efficiently combustion section, a method for reducing the emissions of the NO X has been proposed (e.g., see Patent Document 1).
しかしながら、上述した方法では、ボイラ等の設備を大幅に改造しなければならず、多額の設備投資が必要となるという問題があった。 However, the above-described method has a problem that equipment such as a boiler has to be remodeled significantly and a large amount of capital investment is required.
本発明は、上述した事情に鑑み、多額の設備投資を必要とせず、既存の設備を用いても、燃料比が異なる複数種類の微粉炭を燃焼させた際の灰中未燃分濃度を低減させると共にNOX濃度を低減させることができる石炭燃焼方法及び石炭燃焼装置を提供することを目的とする。 In view of the circumstances described above, the present invention does not require a large amount of capital investment and reduces the unburned ash concentration in ash when multiple types of pulverized coal having different fuel ratios are burned even when existing facilities are used. and to provide a coal combustion method and coal combustion apparatus which can reduce the NO X concentration with is.
上記課題を解決する本発明の第1の態様は、燃焼室内に微粉炭を燃料とするバーナが鉛直方向に複数設けられた燃焼装置を用いて、微粉炭を燃焼させる石炭燃焼方法において、前記微粉炭は、第1の微粉炭と、前記第1の微粉炭よりも燃焼比が低い第2の微粉炭とからなり、前記第1の微粉炭を下方に位置するバーナに供給すると共に前記第2の微粉炭を前記下方に位置するバーナの上方に位置するバーナに供給することを特徴とする石炭燃焼方法にある。 A first aspect of the present invention that solves the above-described problem is a coal combustion method in which pulverized coal is burned using a combustion device in which a plurality of burners using pulverized coal as fuel are provided in a vertical direction in a combustion chamber. The charcoal includes first pulverized coal and second pulverized coal having a combustion ratio lower than that of the first pulverized coal, and supplies the first pulverized coal to a burner located below and the second pulverized coal. The pulverized coal is supplied to a burner located above the burner located below.
かかる第1の態様では、燃料比が異なる複数種類の微粉炭を燃焼させた際の灰中未燃分濃度を低減させると共にNOX濃度を低減させることができる。ここで、燃料比とは、石炭の固定炭素分を揮発分で割った値である。 In the first aspect, it is possible to fuel ratio reduces the NO X concentration with reducing ash in unburned concentration upon combustion of different types of pulverized coal. Here, the fuel ratio is a value obtained by dividing the fixed carbon content of coal by the volatile content.
本発明の第2の態様は、第1の態様に記載の石炭燃焼方法において、前記第1の微粉炭及び前記第2の微粉炭と共に各バーナに供給される空気の空気比が0.5〜0.99であることを特徴とする石炭燃焼方法にある。 According to a second aspect of the present invention, in the coal combustion method according to the first aspect, an air ratio of air supplied to each burner together with the first pulverized coal and the second pulverized coal is 0.5 to 0.5. The coal combustion method is characterized by being 0.99.
かかる第2の態様では、燃料比が異なる複数種類の微粉炭を燃焼させた際の灰中未燃分濃度をより低減させると共にNOX濃度をより低減させることができる。ここで、空気比とは、実際にバーナに供給した空気量を、石炭(微粉炭)を完全に燃焼させる際に要する空気量(理論空気量)で割った値である。 In the second aspect, it is possible to fuel ratio is reduced more NO X concentration with further reducing the ash in unburned concentration upon combustion of different types of pulverized coal. Here, the air ratio is a value obtained by dividing the amount of air actually supplied to the burner by the amount of air (theoretical air amount) required to completely burn coal (pulverized coal).
本発明の第3の態様は、第1又は第2の態様に記載の石炭燃焼方法において、前記第2の微粉炭の燃料比に対する前記第1の微粉炭の燃料比の比率が1.5以上であることを特徴とする石炭燃焼方法にある。 According to a third aspect of the present invention, in the coal combustion method according to the first or second aspect, a ratio of a fuel ratio of the first pulverized coal to a fuel ratio of the second pulverized coal is 1.5 or more. It is in the coal combustion method characterized by being.
かかる第3の態様では、燃料比が異なる複数種類の微粉炭を燃焼させた際の灰中未燃分濃度をさらに低減させると共にNOX濃度をさらに低減させることができる。 In the third aspect, it is possible to fuel ratio to further reduce the NO X concentration with further reduce the ash in unburned concentration upon combustion of different types of pulverized coal.
本発明の第4の態様は、第1〜3の何れかの態様に記載の石炭燃焼方法において、前記微粉炭の燃焼雰囲気に後段空気を導入することを特徴とする石炭燃焼方法にある。 According to a fourth aspect of the present invention, in the coal combustion method according to any one of the first to third aspects, the latter stage air is introduced into the combustion atmosphere of the pulverized coal.
かかる第4の態様では、よりNOX濃度を低減させることができる。 In the fourth aspect, the NO X concentration can be further reduced.
本発明の第5の態様は、第1〜4の何れかの態様に記載の石炭燃焼方法において、前記第1の微粉炭は瀝青炭であり、前記第2の微粉炭は亜瀝青炭であることを特徴とする石炭燃焼方法にある。 According to a fifth aspect of the present invention, in the coal combustion method according to any one of the first to fourth aspects, the first pulverized coal is bituminous coal and the second pulverized coal is subbituminous coal. There is a characteristic coal combustion method.
かかる第5の態様では、上述した効果と同様の効果が得られる。 In the fifth aspect, the same effect as described above can be obtained.
本発明の第6の態様は、微粉炭を燃料とするバーナが鉛直方向に複数設けられた燃焼室を有し、下方に位置するバーナは、第1の微粉炭が格納された第1の燃料室に接続され、前記下方に位置するバーナの上方に位置するバーナは、前記第1の微粉炭よりも燃焼比が低い第2の微粉炭が格納された第2の燃料室に接続されることを特徴とする石炭燃焼装置にある。 The sixth aspect of the present invention has a combustion chamber in which a plurality of burners using pulverized coal as fuel are provided in the vertical direction, and the burner located below is a first fuel in which the first pulverized coal is stored. And a burner located above the burner located below is connected to a second fuel chamber in which a second pulverized coal having a combustion ratio lower than that of the first pulverized coal is stored. It is in the coal combustion apparatus characterized by this.
かかる第6の態様では、燃料比が異なる複数種類の微粉炭を燃焼させた際の灰中未燃分濃度を低減させると共にNOX濃度を低減させることができる。 In the sixth aspect, it is possible to fuel ratio reduces the NO X concentration with reducing ash in unburned concentration upon combustion of different types of pulverized coal.
本発明に係る石炭燃焼方法及び石炭燃焼装置によれば、多額の設備投資を必要とせず、既存の設備を用いても、燃料比が異なる複数の微粉炭を燃焼させた際の灰中未燃分濃度を低減させると共にNOX濃度を低減させることができる。 According to the coal combustion method and the coal combustion apparatus according to the present invention, unburned in ash when burning a plurality of pulverized coals having different fuel ratios without using a large amount of capital investment and using existing facilities. it is possible to reduce the NO X concentration with reducing the partial concentration.
以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。なお、本実施形態の説明は例示であり、本発明は以下の説明に限定されない。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described. The description of the present embodiment is an exemplification, and the present invention is not limited to the following description.
(実施形態1)
図1は、本発明の実施形態1に係る石炭燃焼方法を実施するための石炭燃焼装置の一例を示す概略系統図である。図1に示すように、本実施形態に係る石炭燃焼装置100が有するボイラ火炉2の周囲には、後述する複数のバーナ3a、3b、3cが設けられており、各バーナ3a、3b、3cは微粉炭路11a、11bを介して石炭粉砕装置8a、8bとそれぞれ繋がっている。図1にはボイラ火炉2の左右それぞれにバーナ3a、3b、3cを示した。石炭粉砕装置8a、8bは石炭を貯留するホッパ9a、9bにそれぞれ接続されており、各ホッパ9a、9bには燃料比の異なる石炭が投入される。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic system diagram showing an example of a coal combustion apparatus for carrying out the coal combustion method according to
各ホッパ9a、9bの排出口には石炭の流量を調整する弁10a、10bがそれぞれ設けられており、弁10a、10bを介して各ホッパ9a、9bは石炭粉砕装置8a、8bに繋がっている。
Valves 10a and 10b for adjusting the flow rate of coal are respectively provided at the discharge ports of the
ホッパ9aには第1の石炭が投入され、ホッパ9bには第1の石炭よりも燃料比が低い第2の石炭が投入される。各ホッパ9a、9bに各石炭を投入すると、各石炭の流量を調整する手段である弁10a、10bがホッパ9a、9bに投入された各石炭の流量を調整し、所望の量の石炭が石炭粉砕装置8a、8bに運ばれる。そして、各石炭は、石炭粉砕装置8a、8bにより、所望の粒径に調整されて微粉炭となる。なお、本実施形態では、ホッパ9aと石炭粉砕装置8aとが第1の燃料室に該当し、ホッパ9bと石炭粉砕装置8bとが第2の燃料室に該当する。
The first coal is input to the
このように、燃料比の異なる各石炭は粒径を調整された後に、微粉炭路11a、11bを通り、ボイラ火炉2の周囲に設けられたバーナ3a、3b、3cからボイラ火炉2に投入されて燃焼する。一方、ボイラ火炉2には、例えばバーナ3a、3b、3cを通して、後述する1次空気、2次空気及び3次空気が送り込まれる。これらの1〜3次空気は、具体的には空気制御装置7から空気路6を通り、空気弁5により流量が制御されてボイラ火炉2の周囲に設けられたバーナ3a、3b、3cからボイラ火炉2に送り込まれる。図1には、1〜3次空気が送り込まれる様子をボイラ火炉2の周囲に設けられた左右のバーナ3a、3b、3c付近に左右それぞれ3本の矢印で示した。また、図1には、空気制御装置7に繋がれた上段空気ノズル4をボイラ火炉2の周囲に左右1個ずつ示した。ここで、微粉炭の燃焼雰囲気に後段空気を導入することを後段燃焼とし、ボイラ火炉2に導入される全空気量に対する後段空気量の割合を後段燃焼率とする。そして、後段空気とは図1の上段空気ノズル4から導入される空気のことをいい、後段空気量とはボイラ火炉2に導入される後段空気の量をいう。
As described above, after the particle diameters of the coals having different fuel ratios are adjusted, the coals pass through the pulverized
このようにして、空気制御装置7から出た空気は空気路6を通り、各空気弁5により流量を調整されて、下段に設けられたバーナ3a、3b、3c及び上段空気ノズル4からボイラ火炉2に送り込まれる。これによって微粉炭がボイラ火炉2の中で完全燃焼する。やがてボイラ火炉2の中で燃焼した微粉炭は、燃焼灰となってボイラ1の右上方部と下部にある石炭灰排出口12から排出される。
In this way, the air discharged from the
次に、バーナ3a、3b、3cについて説明する。バーナ3a、3b、3cとしては石炭燃焼用バーナであれば特に限定されないが、一例としてCI−α・WRバーナについて説明する。なお、バーナ3a、3b、3cはすべて同じ構造をしているので、以下では図1に示す左側のバーナ3aのみについて説明する。図2はバーナ3aの断面概略図である。図2に示すように、バーナ3aは、微粉炭路11bに接続された1次空気管30と2次空気導入口31と3次空気導入口32とを備えている。なお、バーナ3にはバーナ点火用のオイルバーナ37がさらに設けられている。
Next, the
1次空気管30は、外側管34とその内部に設けられた内側管33とからなる2重管構造をしており、内側管33と外側管34とで挟まれた空間内を通って微粉炭を含んだ1次空気を火炉2に供給することができるようになっている。また、2次空気導入口31及び3次空気導入口32には、図2及び図3に示すように、2次空気旋回羽根311及び3次空気旋回羽根321が2次空気導入口31及び3次空気導入口32に沿って複数取付けられている。そして、これらの2次空気旋回羽根311や3次空気旋回羽根321を調整することにより、2次空気や3次空気の流量と共にそれらの旋回角度を幅広い範囲で制御することができるようになっている。ここで、旋回角度とは、図4に示すように、ボイラ火炉2の中心軸21に対する旋回羽根の傾斜角θをいい、旋回角度は旋回羽根により旋回させられる空気(旋回流)のボイラ火炉2の軸に対する傾斜角度と等しくなる。したがって、旋回角度が0度(deg)では旋回流は生じないことになる。そして、このように構成されたバーナ3a、3b、3cを用いて、以下に示すように微粉炭をボイラ火炉2内で燃焼させている。
The
まず、微粉炭路11bを通ってきた微粉炭は、搬送用空気(1次空気)と共に1次空気管30内を通って火炉2へと送り込まれる。火炉2に送り込まれた微粉炭は、1次空気と、2次空気導入口31及び3次空気導入口32から旋回流として送り込まれた2次空気及び3次空気と共に燃焼することになる。なお、火炉2に旋回流として送り込まれた2次空気及び3次空気の旋回方向は時計回りであっても、反時計回りであってもよく、互いに同じ方向に旋回してもよいし、互いに異なる方向に旋回してもよい。なお、以下の実験では、2次空気及び3次空気は共に反時計回り方向に旋回させている。
First, the pulverized coal that has passed through the pulverized
次に、以上説明した石炭燃焼装置100を用いて、本実施形態に係る石炭燃焼方法を説明する。本実施形態に係る石炭燃焼方法は、上述した石炭燃焼装置100を用いて、第1の微粉炭を下方に位置するバーナに供給すると共に第1の微粉炭よりも燃料比が低い第2の微粉炭をその下方に位置するバーナの上方に位置するバーナに供給することにより、燃料比が異なる複数種類の微粉炭を燃焼させた際の灰中未燃分濃度を低減させると共にNOX濃度を低減させることができるというものである。具体的には、本実施形態に係る石炭燃焼方法は、上述した石炭燃焼装置100を用いて、第1の微粉炭を下方に位置するバーナ3a、3bに供給すると共に、第1の微粉炭よりも燃料比が低い第2の微粉炭をバーナ3a、3bの上方に位置するバーナ3cに供給することにより、燃料比が異なる複数種類の微粉炭を燃焼させた際の灰中未燃分濃度を低減させると共にNOX濃度を低減させることができるというものである。
Next, the coal combustion method according to the present embodiment will be described using the
ここで、本実施形態で用いる第1の微粉炭及び第2の微粉炭は、第1の微粉炭の燃料比よりも第2の微粉炭の燃料比が低いものであれば限定されないが、第2の微粉炭の燃料比に対する第1の微粉炭の燃料比の比率が1.5以上のものが好ましく、2.4以上のものがさらに好ましい。第1の微粉炭としては、例えば瀝青炭などが挙げられ、第2の微粉炭としては、例えば第1の微粉炭よりも燃料比が低い瀝青炭、亜瀝青炭などが挙げられる。 Here, the first pulverized coal and the second pulverized coal used in the present embodiment are not limited as long as the fuel ratio of the second pulverized coal is lower than the fuel ratio of the first pulverized coal. The ratio of the fuel ratio of the first pulverized coal to the fuel ratio of 2 pulverized coal is preferably 1.5 or more, and more preferably 2.4 or more. Examples of the first pulverized coal include bituminous coal, and examples of the second pulverized coal include bituminous coal and sub-bituminous coal having a fuel ratio lower than that of the first pulverized coal.
また、第1の微粉炭及び第2の微粉炭と共に各バーナ3a、3b、3cに供給される空気の空気比は1.0より小さければ特に限定されないが、0.5〜0.99の範囲にあるものが好ましく、0.5〜0.8の範囲にあるものがさらに好ましい。各バーナ3a、3b、3cに供給される空気の空気比が1.0よりも大きくなると、微粉炭に含まれる窒素分(第1アミン〔RNH2〕、第2アミン〔R2NH〕、第3アミン〔R3N〕など)が酸化され易くなり、NOX濃度が増加することになる。ここで、空気比とは、実際にバーナ3a、3b、3cに供給した空気量を、石炭(微粉炭)を完全に燃焼させる際に要する空気量(理論空気量)で割った値である。
The air ratio of the air supplied to each
なお、上段空気ノズル4に供給される空気の空気比についても、1.0より小さければ特に限定されないが、0.5〜0.99の範囲にあるものが好ましく、0.5〜0.8の範囲にあるものがさらに好ましい。
The air ratio of the air supplied to the
図5に、表1に示す条件下における本実施形態に係る石炭燃焼方法(低燃料比炭炉内ブレンド)を用いた際の灰中未燃分濃度と、表2に示す条件下における従来の石炭燃焼方法(低燃料比炭ラインブレンド:第1の微粉炭と第2の微粉炭とを均一に混合した混合微粉炭を各バーナ3a、3b、3cから均等にボイラ火炉2に投入して燃焼させる石炭燃焼方法)を用いた際の灰中未燃分濃度を示し、図6に、本実施形態に係る石炭燃焼方法を用いた際のNOX濃度と、従来の石炭燃焼方法を用いた際のNOX濃度を示す。ここで、第1の微粉炭としては瀝青炭であるニューランズ炭(燃料比1.9)を、第2の微粉炭としては瀝青炭であるタニトハルム炭(燃料比1.0)を用い、それらの微粉炭を2:1の割合で燃焼(石炭の投入熱量:2390kW)させた。ここで、表1中のAir/Coalとは、微粉炭に対する搬入空気の質量比を示す。
FIG. 5 shows the unburned ash concentration in the ash when the coal combustion method (low fuel specific coal in-furnace blend) according to this embodiment under the conditions shown in Table 1 and the conventional conditions under the conditions shown in Table 2. Coal combustion method (low fuel specific coal line blend: mixed pulverized coal in which the first pulverized coal and the second pulverized coal are uniformly mixed is introduced into the
表3に、この実験に用いたニューランズ炭及びタニトハルム炭の性状を示す。 Table 3 shows the properties of Newlands coal and Tanitoharum coal used in this experiment.
まず、灰中未燃分濃度について考えると、図5に示すように、本実施形態に係る石炭燃焼方法を用いることにより、従来の石炭燃焼方法と比較して灰中未燃分濃度が1%程度低下することが分かった。 First, considering the concentration of unburned ash in ash, as shown in FIG. 5, by using the coal combustion method according to the present embodiment, the concentration of unburned ash in ash is 1% compared to the conventional coal burning method. It was found that the degree decreased.
これは、各バーナから供給された微粉炭の性状とボイラ火炉内でのそれら微粉炭の滞留時間との影響によるものと考えられる。具体的には、相対的に燃料比が大きい第1の微粉炭がボイラ火炉2の下方に位置するバーナ3a、3bに供給されると共に、相対的に燃料比が小さい第2の微粉炭がその上方に位置するバーナ3cに供給されると、まずバーナ3aから供給された第1の微粉炭は、各バーナ3a、3b、3cから供給された微粉炭の燃焼によって発生した上昇気流により、ボイラ火炉2の上方に移動しつつ燃焼することになる。すなわち、バーナ3aから供給された第1の微粉炭は、バーナ3a、3b、3cによる燃焼雰囲気下での滞留時間が長くなるので、充分に燃焼することになる。
This is considered to be due to the influence of the properties of the pulverized coal supplied from each burner and the residence time of the pulverized coal in the boiler furnace. Specifically, the first pulverized coal with a relatively large fuel ratio is supplied to the
また、バーナ3bから供給された第1の微粉炭は、バーナ3b、3cから供給された微粉炭の燃焼によって発生した上昇気流により、ボイラ火炉2の上方に移動しつつ燃焼することになる。すなわち、バーナ3bから供給された第1の微粉炭は、バーナ3bから供給されたもの程ではないが、バーナ3b、3cによる燃焼雰囲気下での滞留時間が長くなるので、充分に燃焼することになる。
Moreover, the 1st pulverized coal supplied from the
そして、バーナ3cから供給された第2の微粉炭は、バーナ3a、3bから供給された第1の微粉炭とは異なり、バーナ3cから供給された微粉炭の燃焼のみによって発生した上昇気流により、ボイラ火炉2の上方に移動しつつ燃焼することになる。しかしながら、第2の微粉炭は第1の微粉炭と比較して燃料比が低いことから、短時間で燃焼するので、バーナ3cによる燃焼雰囲気下のみであっても(燃焼雰囲気下の滞留時間が短くても)充分に燃焼することになる。
And the 2nd pulverized coal supplied from
以上説明したことは、表4に示すように、各バーナから供給された空気(ガス)の火炉内ガス滞留時間からも理解することができる。 What has been described above can be understood from the gas residence time in the furnace of the air (gas) supplied from each burner, as shown in Table 4.
ここで、表4に示した火炉内ガス滞留時間は、表2に示す条件下において、微粉炭として上述したニューランズ炭をバーナから供給した際(ボイラ火炉内温度1200℃)に得られたものである。具体的には、以下に説明するように火炉内ガス滞留時間を算出する。 Here, the gas residence time in the furnace shown in Table 4 was obtained when the above-mentioned Newlands coal was supplied from the burner as pulverized coal under the conditions shown in Table 2 (boiler furnace temperature 1200 ° C.). It is. Specifically, the furnace gas residence time is calculated as described below.
まず、図7に示すように、バーナ3aが含まれる領域1と、バーナ3bが含まれる領域2とバーナ3cが含まれる領域3と、上段空気ノズル4が含まれる領域4の4つの領域に、ボイラ火炉2を分割し、各領域を通過する空気量を算出する。例えば、領域1を通過する空気量はバーナ3aから供給される空気量に等しくなり、領域2を通過する空気量はバーナ3a及びバーナ3bから供給される空気量に等しくなることから、各領域を通過する空気量を算出することができる。
First, as shown in FIG. 7, there are four areas including an
次に、各領域を通過する空気量(0℃)を1200℃における空気量(換算空気量)に換算し、その換算空気量を各領域の体積で除算することによって各領域における局所滞留時間を算出する。そして、その局所滞留時間を各領域の空気の流れに沿って積算して火炉内ガス滞留時間を算出する。例えば、領域1の空気は、領域1〜領域4を流れるので、領域1の空気の火炉内ガス滞留時間は、領域1〜領域4の各局所滞留時間を積算して5.5秒となる。同様に、領域2の空気の火炉内ガス滞留時間は、領域2〜領域4の各局所滞留時間を積算して3.7秒となる。なお、上述したようにして得られた各数値を表5に示す。
Next, the amount of air passing through each region (0 ° C.) is converted to the amount of air at 1200 ° C. (converted air amount), and the converted air amount is divided by the volume of each region to obtain the local residence time in each region. calculate. Then, the local residence time is integrated along the air flow in each region to calculate the furnace gas residence time. For example, since the air in the
このようにして、火炉内ガス滞留時間を算出することができる。なお、燃焼させる石炭の種類を変えても、火炉内ガス滞留時間はほとんど変わらない。 In this way, the furnace gas residence time can be calculated. In addition, even if it changes the kind of coal to burn, the gas residence time in a furnace hardly changes.
以上のことから、本実施形態に係る石炭燃焼方法を用いることにより、従来の石炭燃焼方法と比較して灰中未燃分濃度が低下すると考えられる。 From the above, it is considered that by using the coal combustion method according to the present embodiment, the concentration of unburned ash in ash is reduced as compared with the conventional coal combustion method.
次に、NOX濃度について考えると、図6に示すように、本実施形態に係る石炭燃焼方法を用いることにより、従来の石炭燃焼方法と比較してNOX濃度が10ppm程度低下することが分かった。 Considering now the NO X concentration, as shown in FIG. 6, by using the coal combustion method according to the present embodiment, found to be NO X concentrations compared with conventional coal combustion method is reduced about 10ppm It was.
これは、上述したように、バーナ3a、3bから供給された微粉炭は充分に燃焼するので、第1の微粉炭に含まれる窒素分(第1アミン〔RNH2〕、第2アミン〔R2NH〕、第3アミン〔R3N〕など)が酸化されて、比較的大量のNOXが発生することになる。一方、バーナ3cから供給された第2の微粉炭は燃料比が低い石炭からなるものであることから、その内部に比較的大量の炭化水素分を有している。この炭化水素分は、バーナ3cから上段空気ノズル4までの燃焼雰囲気下において、酸化反応に消費されるよりも、第1の微粉炭の燃焼により発生したNOXの還元反応に消費されることになり、結果的にボイラ火炉2の石炭灰排出口12におけるNOX濃度が減少することになる。すなわち、バーナ3a、3bに供給された第1の微粉炭の燃焼により発生したNOXを、バーナ3cに供給された第2の微粉炭に含まれる炭化水素分の還元反応により還元させることによって、結果的にNOX濃度が減少することになる。
As described above, since the pulverized coal supplied from the
以上説明したことは、図8に示す本実施形態の中段バーナ(3b)からの高さとNOX濃度との関係を示すグラフからも理解することができる。したがって、本実施形態に係る石炭燃焼方法を用いると、従来の石炭燃焼方法と比較してNOX濃度が低下すると考えられる。 What has been described above, it can also be understood from the graph showing the relationship between the height and the concentration of NO X from the middle burner of the present embodiment (3b) shown in FIG. Therefore, the use of coal combustion method according to the present embodiment, the NO X concentration is believed to decline as compared to conventional coal combustion method.
以上説明したように、本実施形態に係る石炭燃焼方法及び石炭燃焼装置を用いることにより、燃料比が異なる複数種類の微粉炭を燃焼させた際の灰中未燃分濃度を低減させると共にNOX濃度を低減させることができる。 As described above, by using the coal combustion method and the coal combustion apparatus according to the present embodiment, the concentration of unburned ash in ash when burning a plurality of types of pulverized coal with different fuel ratios and NO X The concentration can be reduced.
(実施形態2)
実施形態1では、第2の微粉炭として瀝青炭であるタニトハルム炭を用いたが、本実施形態では、タニトハルム炭に代えて亜瀝青炭であるアダロ炭(燃料比0.88)を用いて、実施形態1と同様の実験を行なった。
(Embodiment 2)
In
図9に、表6に示す条件下における本実施形態に係る石炭燃焼方法(低燃料比炭炉内ブレンド)を用いた際の灰中未燃分濃度と、表7に示す条件下における従来の石炭燃焼方法(低燃料比炭ラインブレンド)を用いた際の灰中未燃分濃度を示し、図10に、本実施形態に係る石炭燃焼方法を用いた際のNOX濃度と、従来の石炭燃焼方法を用いた際のNOX濃度を示す。なお、本実施形態では、ニューランズ炭とアダロ炭とを2:1の割合で燃焼(石炭の投入熱量:2390kW)させた。 FIG. 9 shows the unburned ash concentration in the ash when using the coal combustion method (low fuel specific coal blend) according to the present embodiment under the conditions shown in Table 6, and the conventional conditions under the conditions shown in Table 7. The unburned ash concentration in the ash when using the coal combustion method (low fuel specific coal line blend) is shown, and FIG. 10 shows the NO x concentration when using the coal combustion method according to the present embodiment and the conventional coal. It shows the concentration of NO X when using the combustion method. In the present embodiment, Newlands coal and Adaro coal are burned at a ratio of 2: 1 (coal input heat: 2390 kW).
表8に、この実験に用いたニューランズ炭及びアダロ炭の性状を示す。 Table 8 shows the properties of Newlands coal and Adaro coal used in this experiment.
まず、灰中未燃分濃度について考えると、図9に示すように、本実施形態に係る石炭燃焼方法を用いることにより、従来の石炭燃焼方法と比較して灰中未燃分濃度が2.2%程度低下することが分かった。また、NOX濃度について考えると、図10に示すように、本実施形態に係る石炭燃焼方法を用いることにより、従来の石炭燃焼方法と比較してNOX濃度が10ppm程度低下することが分かった。これらについても、実施形態1と同様の理由によるものと考えられる。 First, considering the concentration of unburned ash in ash, as shown in FIG. 9, the concentration of unburned ash in ash is 2. as compared with the conventional coal burning method by using the coal burning method according to this embodiment. It was found to decrease by about 2%. Also, considering the NO X concentration, as shown in FIG. 10, by using the coal combustion method according to the present embodiment, NO X concentration was found to decrease about 10ppm compared to conventional coal combustion method . These are also considered to be due to the same reason as in the first embodiment.
以上説明したように、瀝青炭と亜瀝青炭との混合炭を燃焼させる場合においても、本実施形態に係る石炭燃焼方法及び石炭燃焼装置を用いることにより、実施形態1と同様の効果が得られる。 As described above, even when the mixed coal of bituminous coal and sub-bituminous coal is burned, the same effect as in the first embodiment can be obtained by using the coal combustion method and the coal combustion apparatus according to the present embodiment.
(他の実施形態)
実施形態1では、第1の微粉炭をバーナ3a、3bから供給すると共に、第2の微粉炭をバーナ3cから供給したが、本発明は第1の微粉炭を下方に位置するバーナに供給すると共に、第2の微粉炭をそのバーナの上方に位置するバーナに供給するものであれば特に限定されない。例えば、上述した石炭燃焼装置100において、第1の微粉炭をバーナ3aに供給すると共に第2の微粉炭をバーナ3b、3cに供給するようにしてもよいし、第1の微粉炭をバーナ3aのみに供給すると共に第2の微粉炭をバーナ3cのみに供給するようにしてもよい。このようにしても、実施形態1と同様の効果が得られる。
(Other embodiments)
In the first embodiment, the first pulverized coal is supplied from the
1 ボイラ
2 ボイラ火炉
3a、3b、3c バーナ
4 上段空気ノズル
5 空気弁
6 空気路
7 空気制御装置
8a、8b 石炭粉砕装置
9a、9b ホッパ
10a、10b 弁
11a、11b 微粉炭路
12 石炭灰排出口
21 中心軸
30 1次空気管
31 2次空気導入口
32 3次空気導入口
33 内側管
34 外側管
37 オイルバーナ
100 石炭燃焼装置
311 2次空気旋回羽根
321 3次空気旋回羽根
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記微粉炭は、第1の微粉炭と、前記第1の微粉炭よりも燃焼比が低い第2の微粉炭とからなり、
前記第1の微粉炭を下方に位置するバーナに供給すると共に前記第2の微粉炭を前記下方に位置するバーナの上方に位置するバーナに供給する
ことを特徴とする石炭燃焼方法。 In a coal combustion method of burning pulverized coal using a combustion device in which a plurality of burners using pulverized coal as fuel in the combustion chamber are provided in the vertical direction,
The pulverized coal comprises a first pulverized coal and a second pulverized coal having a combustion ratio lower than that of the first pulverized coal,
A coal combustion method characterized by supplying the first pulverized coal to a burner located below and supplying the second pulverized coal to a burner located above the burner located below.
前記第1の微粉炭及び前記第2の微粉炭と共に各バーナに供給される空気の空気比が0.5〜0.99であることを特徴とする石炭燃焼方法。 In the coal combustion method according to claim 1,
The coal combustion method, wherein an air ratio of air supplied to each burner together with the first pulverized coal and the second pulverized coal is 0.5 to 0.99.
前記第2の微粉炭の燃料比に対する前記第1の微粉炭の燃料比の比率が1.5以上であることを特徴とする石炭燃焼方法。 In the coal combustion method according to claim 1 or 2,
A ratio of the fuel ratio of the first pulverized coal to the fuel ratio of the second pulverized coal is 1.5 or more.
前記微粉炭の燃焼雰囲気に後段空気を導入することを特徴とする石炭燃焼方法。 In the coal combustion method in any one of Claims 1-3,
A coal combustion method characterized by introducing latter-stage air into the combustion atmosphere of the pulverized coal.
前記第1の微粉炭は瀝青炭であり、
前記第2の微粉炭は亜瀝青炭である
ことを特徴とする石炭燃焼方法。 In the coal combustion method in any one of Claims 1-4,
The first pulverized coal is bituminous coal;
The coal combustion method, wherein the second pulverized coal is subbituminous coal.
下方に位置するバーナは、第1の微粉炭が格納された第1の燃料室に接続され、
前記下方に位置するバーナの上方に位置するバーナは、前記第1の微粉炭よりも燃焼比が低い第2の微粉炭が格納された第2の燃料室に接続される
ことを特徴とする石炭燃焼装置。
It has a combustion chamber in which a plurality of burners using pulverized coal as fuel are provided in the vertical direction,
The burner located below is connected to the first fuel chamber in which the first pulverized coal is stored,
The burner located above the burner located below is connected to a second fuel chamber in which a second pulverized coal having a combustion ratio lower than that of the first pulverized coal is stored. Combustion device.
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