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公開番号2025075162
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-15
出願番号2023186141
出願日2023-10-31
発明の名称ボイラ及び発電プラント並びにボイラの運転方法
出願人三菱重工業株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類F23C 99/00 20060101AFI20250508BHJP(燃焼装置;燃焼方法)
要約【課題】ボイラの起動時または停止時に、固体燃料を分配する分配器を介して一方のバーナの一次空気ノズルから他方のバーナの一次空気ノズルに向かう流れによって発生する温度上昇による損傷を防止する。
【解決手段】一のバーナ52と、一のバーナ52から離間して配置された他のバーナ52と、一のバーナ52及び他のバーナ52のそれぞれに微粉燃料を分配する分配器60と、分配器60から一のバーナ52との間に設けられて微粉燃料及び一次空気が流通する第1分配流路61と、分配器60から他のバーナ52との間に設けられて微粉燃料及び一次空気が流通する第2分配流路62と、分配器60及び/又は第1分配流路61及び/又は第2分配流路62に設けられた温度センサ64と、を備えている。
【選択図】図9
特許請求の範囲【請求項１】
固体燃料及び一次空気を火炉の内部に供給する第１一次空気ノズル及び該第１一次空気ノズルの周囲から二次空気を前記火炉の内部に供給する第１二次空気ノズルを備えた第１バーナと、
前記第１バーナから離間して配置され、固体燃料及び一次空気を前記火炉の内部に供給する第２一次空気ノズル及び該第２一次空気ノズルの周囲から二次空気を前記火炉の内部に供給する第２二次空気ノズルを備えた第２バーナと、
前記第１バーナ及び前記第２バーナのそれぞれに前記固体燃料及び前記一次空気を分配する分配器と、
前記分配器から前記第１バーナとの間に設けられて前記固体燃料及び前記一次空気が流通する第１分配流路と、
前記分配器から前記第２バーナとの間に設けられて前記固体燃料及び前記一次空気が流通する第２分配流路と、
前記分配器及び／又は前記第１分配流路及び／又は前記第２分配流路に設けられた温度センサと、
を備えているボイラ。
続きを表示（約 2,100 文字）【請求項２】
前記第１バーナに隣接配置された第１起動用バーナと、
前記第２バーナに隣接配置された第２起動用バーナと、
を備えている請求項１に記載のボイラ。
【請求項３】
前記温度センサが所定値を超えた場合に、前記第１二次空気ノズルに向かう第１二次空気流量および前記第２二次空気ノズルに向かう第２二次空気流量のいずれか小さい方を、大きい方の二次空気流量に近づけるように増大させる制御部を備えている請求項１又は２に記載のボイラ。
【請求項４】
前記温度センサが所定値を超えた場合に、前記第１一次空気ノズルに向かう第１一次空気流量および前記第２一次空気ノズルに向かう第２一次空気流量のいずれか小さい方を、大きい方の一次空気流量に近づけるように増大させる制御部を備えている請求項１又は２に記載のボイラ。
【請求項５】
前記温度センサが所定値を超えた場合に異常と判断する制御部を備え、
前記所定値は、前記固体燃料を粉砕する固体燃料粉砕装置の固体燃料出口温度に基づいて設定されている請求項１に記載のボイラ。
【請求項６】
停止時には前記所定値に下限が設けられている請求項５に記載のボイラ。
【請求項７】
固体燃料及び一次空気を火炉の内部に供給する第１一次空気ノズル及び該第１一次空気ノズルの周囲から二次空気を前記火炉の内部に供給する第１二次空気ノズルを備えた第１バーナと、
前記第１バーナから離間して配置され、固体燃料及び一次空気を前記火炉の内部に供給する第２一次空気ノズル及び該第２一次空気ノズルの周囲から二次空気を前記火炉の内部に供給する第２二次空気ノズルを備えた第２バーナと、
前記第１バーナ及び前記第２バーナのそれぞれに前記固体燃料を分配する分配器と、
前記分配器から前記第１バーナとの間に設けられて前記固体燃料及び前記一次空気が流通する第１分配流路と、
前記分配器から前記第２バーナとの間に設けられて前記固体燃料及び前記一次空気が流通する第２分配流路と、
起動時又は停止時に、前記第１一次空気ノズルに向かう第１一次空気流量および前記第２一次空気ノズルに向かう第２一次空気流量のいずれか小さい方を、大きい方の１／１０以上、及び／又は、前記第１二次空気ノズルに向かう第１二次空気流量および前記第２二次空気ノズルに向かう第２二次空気流量のいずれか小さい方を、大きい方の１／１０以上とする制御部と、
を備えているボイラ。
【請求項８】
請求項１又は７に記載のボイラと、
前記ボイラによって生成された蒸気を用いて発電する発電部と、
を備えている発電プラント。
【請求項９】
固体燃料及び一次空気を火炉の内部に供給する第１一次空気ノズル及び該第１一次空気ノズルの周囲から二次空気を前記火炉の内部に供給する第１二次空気ノズルを備えた第１バーナと、
前記第１バーナから離間して配置され、固体燃料及び一次空気を前記火炉の内部に供給する第２一次空気ノズル及び該第２一次空気ノズルの周囲から二次空気を前記火炉の内部に供給する第２二次空気ノズルを備えた第２バーナと、
前記第１バーナ及び前記第２バーナのそれぞれに前記固体燃料を分配する分配器と、
前記分配器から前記第１バーナとの間に設けられて前記固体燃料及び前記一次空気が流通する第１分配流路と、
前記分配器から前記第２バーナとの間に設けられて前記固体燃料及び前記一次空気が流通する第２分配流路と、
を備えたボイラの運転方法であって、
前記分配器及び／又は前記第１分配流路及び／又は前記第２分配流路の温度を計測するボイラの運転方法。
【請求項１０】
固体燃料及び一次空気を火炉の内部に供給する第１一次空気ノズル及び該第１一次空気ノズルの周囲から二次空気を前記火炉の内部に供給する第１二次空気ノズルを備えた第１バーナと、
前記第１バーナから離間して配置され、固体燃料及び一次空気を前記火炉の内部に供給する第２一次空気ノズル及び該第２一次空気ノズルの周囲から二次空気を前記火炉の内部に供給する第２二次空気ノズルを備えた第２バーナと、
前記第１バーナ及び前記第２バーナのそれぞれに前記固体燃料を分配する分配器と、
前記分配器から前記第１バーナとの間に設けられて前記固体燃料及び前記一次空気が流通する第１分配流路と、
前記分配器から前記第２バーナとの間に設けられて前記固体燃料及び前記一次空気が流通する第２分配流路と、
を備えたボイラの運転方法であって、
起動時又は停止時に、前記第１一次空気ノズルに向かう第１一次空気流量および前記第２一次空気ノズルに向かう第２一次空気流量のいずれか小さい方を、大きい方の１／１０以上、及び／又は、前記第１二次空気ノズルに向かう第１二次空気流量および前記第２二次空気ノズルに向かう第２二次空気流量のいずれか小さい方を、大きい方の１／１０以上とするように制御するボイラの運転方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、ボイラ及び発電プラント並びにボイラの運転方法に関するものである。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
微粉炭及び一次空気並びに二次空気を供給するバーナが複数設けられたボイラが知られている（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００９－２１６３４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
石炭を粉砕するミルから微粉炭及び一次空気（搬送空気）を供給する場合、分配器を用いて微粉炭及び一次空気を各バーナの一次空気ノズルに分配することがある。各バーナは、一次空気ノズルの周囲から二次空気を供給する二次空気ノズルを備えている。
【０００５】
ボイラの起動時や停止時には、ボイラが備える複数のバーナを順次、点火又は消火する。このとき、分配器を用いて微粉炭及び一次空気を分配している石炭バーナのうち、一方のバーナには二次空気を流さずに、他方のバーナには二次空気を流すタイミングが発生することがある。この場合、二次空気が流れている他方のバーナでは、二次空気の噴出によるエジェクタ効果によって、一次空気ノズルから一次空気が火炉内に吸い出されて流出する。他方のバーナの一次空気ノズルは、一方のバーナの一次空気ノズルと分配器を介して連通しているので、一方のバーナの一次空気ノズルから火炉内のガスを引き込み、分配器を介して、他方のバーナの一次空気ノズルから火炉内にガスが流出する流れが形成されるおそれがある。そうすると、一方のバーナの一次空気ノズルから引き込んだ火炉内のガスによって、分配器を通る流路に温度上昇が発生し、損傷するおそれがある。
【０００６】
例えば、石炭バーナに隣接して起動用バーナが設けられている場合がある。ボイラの起動時には、石炭バーナの点火に先立ち、起動用バーナを点火してボイラ火炉内の昇温を行う。この際、起動用バーナに隣接する石炭バーナの二次空気ノズルから起動用バーナの燃焼用空気を供給する。ボイラの起動過程において、一方の起動用バーナを点火し、他方の起動用バーナが消火状態とされているタイミングでは、上記のように分配器を介して、消火状態の起動用バーナに隣接する石炭バーナの一次空気ノズルから、点火状態の起動用バーナに隣接する石炭バーナの一次空気ノズルへ向かうガス流れが発生する。
【０００７】
本開示は、このような事情に鑑みてなされたものであって、ボイラの起動時または停止時に、固体燃料を分配する分配器を介して、一方のバーナの一次空気ノズルから他方のバーナの一次空気ノズルに向かう炉内ガスの流れによって発生する温度上昇による損傷を防止するボイラ及び発電プラント並びにボイラの運転方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示の一態様に係るボイラは、固体燃料及び一次空気を火炉の内部に供給する第１一次空気ノズル及び該第１一次空気ノズルの周囲から二次空気を前記火炉の内部に供給する第１二次空気ノズルを備えた第１バーナと、前記第１バーナから離間して配置され、固体燃料及び一次空気を前記火炉の内部に供給する第２一次空気ノズル及び該第２一次空気ノズルの周囲から二次空気を前記火炉の内部に供給する第２二次空気ノズルを備えた第２バーナと、前記第１バーナ及び前記第２バーナのそれぞれに前記固体燃料を分配する分配器と、前記分配器から前記第１バーナとの間に設けられて前記固体燃料及び前記一次空気が流通する第１分配流路と、前記分配器から前記第２バーナとの間に設けられて前記固体燃料及び前記一次空気が流通する第２分配流路と、前記分配器及び／又は前記第１分配流路及び／又は前記第２分配流路に設けられた温度センサと、を備えている。
【０００９】
本開示の一態様に係るボイラは、固体燃料及び一次空気を火炉の内部に供給する第１一次空気ノズル及び該第１一次空気ノズルの周囲から二次空気を前記火炉の内部に供給する第１二次空気ノズルを備えた第１バーナと、前記第１バーナから離間して配置され、固体燃料及び一次空気を前記火炉の内部に供給する第２一次空気ノズル及び該第２一次空気ノズルの周囲から二次空気を前記火炉の内部に供給する第２二次空気ノズルを備えた第２バーナと、前記第１バーナ及び前記第２バーナのそれぞれに前記固体燃料を分配する分配器と、前記分配器から前記第１バーナとの間に設けられて前記固体燃料及び前記一次空気が流通する第１分配流路と、前記分配器から前記第２バーナとの間に設けられて前記固体燃料及び前記一次空気が流通する第２分配流路と、起動時又は停止時に、前記第１一次空気ノズルに向かう第１一次空気流量および前記第２一次空気ノズルに向かう第２一次空気流量のいずれか小さい方を、大きい方の１／１０以上、及び／又は、前記第１二次空気ノズルに向かう第１二次空気流量および前記第２二次空気ノズルに向かう第２二次空気流量のいずれか小さい方を、大きい方の１／１０以上とする制御部と、を備えている。
【００１０】
本開示の一態様に係る発電プラントは、上記のボイラと、前記ボイラによって生成された蒸気を用いて発電する発電部と、を備えている。
（【００１１】以降は省略されています）

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