专利名称:粉煤燃烧方法及其装置的制作方法
本发明涉及粉煤燃烧方法及其装置，特别是涉及到利用燃烧用空气输送粉煤的燃烧方法及其装置。
近年来，由于燃料油价格猛涨，以煤作为燃料的装置，例如粉煤燃烧锅炉的需要随之增加。
以前的粉煤燃烧锅炉中，用粉碎机将煤粉碎成煤粉，利用燃烧空气输送到锅炉的炉膛内进行燃烧。粉煤输送初期，由于在粉碎机中不能充分形成粉煤，供入炉膛内的粉煤量，即相对于燃烧用空气的粉煤量(称为粉煤浓度C/A)低。而且，从粉煤燃烧锅炉的安全对策考虑，在锅炉工作初期，不能将其浓度C/A急剧提高。而且，为了使粉煤在炉膛内稳定着火，有必要将炉膛内的温度提高到某一定的稳定着火温度(约500℃)以上。为此，在以前的粉煤燃烧锅炉中，起动时，使着火温度比煤着火温度低的轻油及/或重油燃烧，并且使低浓度粉煤燃烧的同时提高炉膛的温度。
但是，在大型锅炉中，由于它起动时的油燃烧要耗费数小时，因此消费的油量也相当多。
因此，采取了各种抑制锅炉起动时的油耗量的手段。例如，JP-11-61-144332中所公开的方法，预先将粉煤贮存在粉煤贮存箱中，所谓箱系统就是其中的一种方法，在这种系统中，锅炉起动时，粉煤由贮存箱通过燃烧器装置供入炉膛内。但是，从安全观点出发，贮存箱不能设置在炉膛附近。而且在发电用大型锅炉等情况下，连结粉碎机和燃烧器装置的管线的管径非常大。为此，将粉煤和输送空气充分混合且提高到足够高的浓度供入炉膛需要花费相当长的时间。因此，由于含粉煤的混合气不燃烧就供入炉膛，着火发生得迟，实际上，一旦开始燃烧，炉膛内的压力异常上升，未燃烧的粉煤具有导致炉膛内产生爆炸的危险。而且很难使油的消耗量显著降低。这种系统，例如有JP-Y2-62-34127，JP-A-59-95310，JP-A-59-74423，JP-A-59-24118，JP-A-57-104026等公开的例子。
此外，近年来，发电用锅炉的起动机停止频繁。因此，油的耗量增加。
在这种装置中，供给起动时的粉煤浓度低，所以不能在粉煤上直接点火。因此，有必要燃烧油等辅助燃料对粉煤点火。
因而，本发明目的是提供一种粉煤燃烧方法及其装置，不使用辅助燃料，就能直接在粉煤上点火。
为达到此目的，按照本发明，将粉煤和燃烧空气的混合气体，在该混合气体的粉煤浓度达到稳定着火浓度以上时，供入燃烧器装置。
按照本发明，可以在粉煤上直接点火，因此，没有必要使用油等辅助燃料。因此，没有必要使用价格比煤高的油类，从而能降低装置的运行成本。特别是，用于进行中间负载运行的锅炉时，显示出极好的效果。而且，如果不必使用油，已有技术中使用的油罐和供油管线也就不需要了。因此，设备费用等初始成本也可降低。
此外，由于供入燃烧器部分的粉煤可立即燃烧，因而在炉膛内不会产生未燃烧粉煤的堆积，从而无炉膛爆炸的危险，并可以抑制炉内的压力异常上升。
以下简单说明附图。
图1是表示本发明之一实施例采用的粉煤燃烧锅炉构成的配管图。
图2及图4是表示另一实施例采用的粉煤燃烧锅炉构成的配管图。
图3是表示粉煤浓度随时间变化的曲线图。
以下为实施本发明的最佳形态。
参看图1，说明本发明之一实施例采用的粉煤燃烧锅炉。粉煤燃烧锅炉备有炉膛10，设在该炉膛上的许多燃烧器20(图仅示出一个)，粉碎机30和粉煤贮存箱40。各个燃烧器部分20有点火燃烧器21和起动，主燃烧器22。粉碎机30的出口31和起动，主燃烧器22之间，通过途中具有截流阀51V的粉煤主供给线51连通。经粉碎机30粉碎的粉煤靠输送用空气，在粉煤主供给线51内流向起动主燃烧器22。贮存箱40的出口41，通过途中具有截流阀52V的粉煤供给线52，与点火燃烧器21连通。贮存箱40与截流阀52V之间的粉煤供给线52的一部分，与截流阀51V和起动，主燃烧器22之间的粉煤主供给线51的一部分之间，由途中具有截流阀53V的连结管线53互相连通。
粉碎机30的出口31，通过粉煤贮存管线54，与袋式过滤器(bug filter)60的入口61连通。袋式过滤器60的出口62，通过连结管线55，与贮存箱40的入口42连通。
贮存箱40和截流阀52之间的粉煤供给线52的一部分，与袋式过滤器60的入口61之间，通过途中有截流阀56V的粉煤返回管线56连通。
燃烧器部分20，粉碎机30以及贮存箱40与以前就已知的技术相同，因此，其详细作用，构成的说明在此省略。但是，当然，靠近贮存箱40出口41的粉煤供给线52的一部分上装设有定量进料器以及为密封从粉煤供给线52到贮存箱40的空气流用的喷射器。
以下，对该粉煤燃烧锅炉的工作进行说明。
首先，在锅炉起动前，将截流阀51V、52V、53V处于关闭位置，各自的管线闭塞。使截流阀56V处于开启位置。
然后，在粉碎机开动的同时，由图中没示出的送风装置将空气送入粉煤供给管线52内。空气通过加热器70加热并送风。由此，贮存在贮存箱40中的粉煤流到粉煤供给管线52内。但是，由于截流阀52V、53V处于关闭位置，含粉煤的空气流到粉煤返回管线56内，不流到燃烧器部分。粉煤在袋式过滤器60中被捕集，空气排到外部。袋式过滤器中捕集的粉煤通过联结管线55返回到贮存箱40中。即由粉煤供给管线52的一部分，粉煤返回管线56、以及联结管线56构成粉煤循环管路。粉煤在循环管路内循环，该循环反复进行一会儿。此时，由粉碎机30出来，随输送空气粉煤通过袋式过滤器60补充到贮存箱40中。
若起动后经过一定时间，判明流经粉煤循环管路的粉煤浓度C/A达到稳定着火所需要的水平，CPU80发出指令，使截流阀52V、56V、分别转换为关闭位置及开启位置。从而，切断循环流路，来自贮存箱40的粉煤通过粉煤供给管线52，送至点火燃烧器21。粉煤管线52内的粉煤具有足够水平的粉煤浓度C/A，而且在均匀混合的同时，燃烧空气加热至规定温度，因此用发火器很容易着火。断而，将截流阀53V转换成开启位置。于是，来自贮存箱40的粉煤，通过粉煤供给管线52的一部分，联结管线53以及粉煤主供给线51的一部分，送到起动，主燃烧器22，由点火燃烧器21点火。然后，将截流阀52V、51V分别转换至关闭位置和开启位置。于是，来自粉碎机30的粉煤通过粉煤主供给管线51，送到起动，主燃烧器22，并燃烧。其后，将截流阀53转换至关闭位置。上述阀门的转换，用操作人员手动操作也行。
以上动作，可以用随时间的粉煤浓度变化来表示，图3的虚线表示锅炉起动后，从贮存箱40流向燃烧器装置的粉煤浓度的变化。来自贮存箱40的粉煤的浓度C/A随时间而增加，当达到作为着火所需要的最低粉煤浓度C/A(min)水平时，用发火器点火。其间，相应于以图7斜线表示部分的粉煤循环通过循环管路。着火后，粉煤浓度进一步增加，达到额定(rated operation)运行所需的粉煤浓度C/A(rat)水平时，进行稳定燃烧。
在上述实施例中，粉煤浓度C/A是否达到稳定着火浓度的判断是根据时间经过进行的。但是，改用其它方法，对流过循环管路的粉煤浓度用光学测定手段进行直接测定也行。例如，可以采用激光的受发部件(laser beam emitting and detecting mees)通过粉煤对激光的吸收，即根据激光的穿透来测定粉煤浓度。此外，还可采用其它各种方法。
联结管线53及截流阀53V不一定是必要的。点火燃烧器21如果具有使起动、主燃烧器22稳定着火所需要的足够的容量，就能够通过联结管线53，不由贮存箱40将粉煤供入起动、主燃烧器22，而是将截流阀51V转换成开启位置，由粉碎机33直接将粉煤供入起动、主燃烧器22并使之着火。
在这种情况下，装置的整体构成更为简单。
以下，说明另一实施例适用的粉煤燃烧锅炉。完成上述实施例相同作用、操作的部件上标记相同符号，其说明在此省略。
图2示出的另一粉煤燃烧锅炉中，在粉碎机30的出口31上连接有返回管线57。返回管线57在途中具有转换风门57D以及袋式过滤器60，并与粉碎机30的入口32相接。供粉煤用送风机90与粉碎机30的空气导入口相接。从粉碎机30的出口31和转换风门57D之间的返回管线57的一部分，分支出途中有转换风门(Switching damper)51D的粉煤主供给管线51以及途中有转换风门58D的粉煤供给管线58。粉煤主供给管线51与燃烧器20部分的主燃烧器相接，粉煤供给管线58与燃烧器部分20的点火、起动燃烧器相接。
符号100表示将燃烧煤供入粉碎机30所需的料仓，该料仓通过配煤管线59，与粉碎机30的煤导入口33相接。
以下，说明该粉煤燃烧锅炉的动作。
首先，将转换风门51D、58D置于关闭位置，而转换风门57D置于开启位置。然后，粉碎机一旦起动，通过送风装置90使含低浓度粉煤的混合气体在返回管线57内循环。在返回管线57内的混合气体中，由粉碎机连续添加粉煤，因此混合气内的粉煤浓度慢慢增加。经过规定的时间(此时间由粉碎机30的能力决定)后，判断返回管线57内混合气中粉煤浓度提高到稳定着火浓度，转换风门57D换至关闭位置，转换风门58D换至开启位置。于是，含有适当浓度粉煤的混合气，通过粉煤供给管线58，供入点火，起动燃烧器，由发火器点火、起动。然后，转换风门51D转换至开启位置，来自粉碎机30的混合气通过粉煤主供给管线51供入主燃烧器进行燃烧。
在图2示出的粉煤燃烧锅炉中，与图1的锅炉相比，不要贮存箱和与它相关的设备，因此粉煤燃烧锅炉整体构成可以简化。
本发明还可适用于具有点火燃烧器、起动燃烧器和主燃烧器，而且还具有分别与各个粉煤供给管线相接的燃烧器部分的粉煤燃烧锅炉。为了帮助粉煤燃烧，还可在点火燃烧器及/或起动燃烧器中作为辅助燃料并用油或瓦斯气等。
本发明可用于以粉煤作燃料的粉煤燃烧锅炉等的点火及/或起动时。
权利要求
1.粉煤的燃烧方法，在由燃烧用空气输送粉煤的燃烧方法中，其特征是将该粉煤和上述燃烧空气的混合气，在该混合气内的粉煤浓度达到稳定着火浓度时，供入起动时的燃烧装置(20)。
2.粉煤的燃烧装置，其特征是该装置具有燃烧器手段(20)，将粉煤供入该燃烧器装置的粉煤供给手段(30、40、51、52、58)，和从粉煤供给手段分支，且使上述粉煤循环的返回管线手段(52、55、56、57)，以及将粉煤供给手段和返回管线手段分别打开或关闭的转换手段(51D、51V、52V、56V、57D、58D)。
3.权利要求
2记载的粉煤燃烧装置，其特征是，上述粉煤供给手段具有粉碎煤的粉碎机(30)、将该粉碎机接在上述燃烧部分的粉煤主供给管线(51)、贮存粉煤的贮存箱(40)以及将该贮存箱与上述燃烧器相接的粉煤供给管线(52)，并且在上述返回管线手段(52、56、55)的途中配置了上述贮存箱。
4.权利要求
2记载的粉煤燃烧装置，其特征是，上述粉煤供给手段具有粉碎煤的粉碎机(30)，将该粉碎机接在上述燃烧部分的粉煤供给管线(51、58)，并在上述返回管线(57)的途中配置有上述粉碎机。
5.权利要求
2至4的任一项中记载的粉煤燃烧装置，其特征是，在该装置中还设置有测定返回管线内粉煤浓度的测定手段，以及接受来自显示该浓度的该测定手段的信号、且判断该浓度达到稳定着火浓度时转换上述转换手段的控制装置(80)。
6.权利要求
2至4的任一项记载的粉煤燃烧装置，其特征是，在该装置中还设置有从起动开始经过规定时间时转换上述转换手段的控制装置(80)。
专利摘要
本发明涉及粉煤的燃烧方法及其装置，能很好地适用于粉煤燃烧锅炉。在以前的粉煤燃烧锅炉中，在起动初期，供入燃烧器部分的粉煤一空气混合气中的粉煤浓度低，因此不能通过发火器直接着火。为此，需要油等辅助燃料的预燃烧，还有炉内爆炸的危险。本发明中，由于能将供入燃烧器部分的混合气内粉煤浓度提高到稳定着火浓度以上，所以无需用油等辅助燃料的预燃烧，并容易进行燃烧，炉内也无爆炸危险。
文档编号F23K3/02GK87106998SQ87106998
公开日1988年6月15日 申请日期1987年10月17日
发明者马场彰, 冲浦邦夫, 藤原直机 申请人:巴布考克日立株式会社导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan