生物质专烧燃烧器和生物质混烧锅炉制造技术

本实用新型专利技术涉及生物质专烧燃烧器和生物质混烧锅炉。一种应用于粉煤燃烧锅炉使生物质燃烧的生物质专烧燃烧器、削减源于化石燃料的CO2量的生物质混烧锅炉和利用它们的生物质燃料燃烧方法。一种生物质专烧燃烧器，其设置有：生物质燃料喷出喷嘴（10），其具备喷出一次空气所运送的生物质燃料的燃料喷出口（19）；二次空气喷嘴（20），其具备围绕燃料喷出口的二次空气喷出口（23）；和三次空气喷嘴（25），其具备围绕二次空气喷出口的三次空气喷出口（27），在生物质燃料喷出喷嘴中具备将生物质燃料流变换为旋转流，使燃料浓度在外周部侧较浓地分布的燃料浓度调整部（15）、和抑制喷出的燃料流的旋转的旋转度调整板（17），抑制二次空气量，使燃料流和三次空气流之间形成缓冲流，使着火性和稳焰性提高。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及以生物质燃料为辅助燃料用于燃煤锅炉的生物质专烧燃烧器和具备生物质专烧燃烧器的生物质混烧锅炉。
技术介绍
近年来，希望计划性地推进实行地球温室化的对策。在日本排出的温室效应气体之中，最近，起源于能源的CO2约占9成。而且，处于下述状况:全部发电之中，燃煤火力发电排出50%的C02。因此，对于燃煤火力发电设备，要求促进环境负荷低的新能源的利用。在这样的状况下，日本制定了《关于电力企业利用新能源等的特别措施法》(以下，称为「RPS法」)，采用了下述措施:对于电力企业，要求其承担下述义务，S卩，每年利用使用与其销售电量相应的一定比例以上的新能源等得到的电，从而推进新能源等的利用。根据RPS法，电力企业如果不采用利用生物质作为辅助燃料的混烧方式的话，就不能够新设燃煤火力发电设备。在已有的设备中，也要求导入生物质混烧方式。有机物在地球上自然地反复分解、吸收、释放进行循环，因此由生物质能源排放出的CO2，通过确保相同量的CO2吸收源，可以使收支均衡。因此，以作为循环资源的木质生物质为燃料的生物质发电，不会成为使大气中的CO2负荷实质地增大的发电，作为新能源寄予着较大的期待。作为容易收集的木质生物质，有木质颗粒、木质片等。另外，如果在烧煤锅炉中利用生物质燃料作为辅助燃料，则不仅节约化石燃料和削减CO2排出量，生物质燃料由于氮成分的含量少，因此还可以谋求燃烧排气的低NOx化。作为一直以来 就使用的混烧式的烧煤锅炉，有下述混烧锅炉，其利用以往的粉煤燃烧器、或者同时地供给煤和生物质燃料的混烧燃烧器，使混合了粉煤和生物质燃料的粉体燃料燃烧。代表性的方式是利用以往的粉煤燃烧锅炉，并向例如辊磨机等将煤进行微粉碎的磨机中加入木质生物质原料，制造粉煤和生物质的混合燃料，并使运送空气载送该混合燃料，利用粉煤燃烧器使其燃烧。为了提高燃烧器的燃烧效率，在辊磨机中，将煤磨成为通常为200i!m以下、优选为70iim左右的粉煤。此时，生物质燃料也一起粉碎得极微细。另一方面，如果向辊磨机中同时地投入煤和木质生物质进行处理，则制品粒度恶化，100 u m以上的粗的成分增加。图7是将对辊磨机混入了 5%的木质生物质时的粉碎粒度分布与仅处理煤时进行比较的图。曲线图中，对于制品燃料的粒度，在横轴上用对数刻度表示筛孔，在纵轴上表示筛网的通过重量百分率。可知由于木质生物质的混入，制品燃料的粒度分布向粗的一方和细的一方两方扩展。此外，木质生物质燃料与粉煤燃烧特性不同。例如挥发分是煤的2倍。发热量，在木质颗粒的情况下是煤的2/3、在木质片的情况下是煤的1/2。另外，灰分，在木质颗粒和木质片的情况下是煤的1/10以下。因此，利用作为粉煤燃烧器设计的燃烧器来混烧生物质燃料时存在混合比的极限(界限)。推定为:粉煤锅炉中的生物质燃料混合比的工业实际值为3%，极限为5%左右。如果考虑今后的趋势，则在向粉煤中加入木质生物质燃料作为辅助燃料进行混烧的混烧锅炉中，混烧率以重量比计变为30%左右时，可期待有效利用可能性大大地增大。在利用粉煤燃烧器的情况下，由于不能够获得生物质燃料的高混烧率，因此考虑导入生物质专烧燃烧器。木质生物质燃料粉碎得越细，粉碎所需要的动力就越增大，使单位消费资源增加。另一方面，木质生物质燃料，在相同粒径时比煤容易燃烧，因此不需要减小粉碎粒。由于木质生物质燃料的燃烧特性与粉煤不同，因此为了使木质生物质燃料高效率地燃烧，优选对木质生物质燃料使用特定化了的生物质专烧燃烧器。在使用生物质专烧燃烧器的情况下，可以与粉煤相独立地在适合于木质生物质燃料的条件下运行微粉碎机，并针对使用粉煤燃烧器的煤选择适当的混烧比例运行混烧锅炉。作为锅炉的混烧率，可根据粉煤燃烧器和生物质专烧燃烧器的设置数、以及燃烧效率确定。在专利文献I中曾公开了一种适用于将粉煤和生物质燃料利用分别开的系统分别投入火炉使其燃烧的混烧锅炉的生物质专烧燃烧器。所公开的生物质专烧燃烧器的生物质燃料喷出喷嘴，在喷嘴内的中心部中央设置防止生物质燃料偏流的分散装置，在喷嘴内的上游部，具备用于使燃料的流速上升、使生物质燃料粒子与分散装置碰撞的文丘里管(Venturi)，在喷嘴的前端设置使生物质燃料的流动急剧扩大的阶段状扩大结构的稳燃器，在喷嘴的外侧，设置了供给二次空气的旋转流的燃烧用空气喷嘴。生物质专烧燃烧器，为了使规定量的生物质燃料燃烧而进行了最佳化，可以根据在应用的火炉中所需求的生物质燃料处理量确定设置数。在专利文献I中记载了混烧率为15%的实施例。再者，优选生物质专烧燃烧器设置在粉煤专烧燃烧器和二段(二级)燃烧用空气喷出口之间。另外，在专利文献2中曾公开了设置有粉煤和生物质燃料的混烧燃烧器的锅炉、和设置有作为间歇地供给生物质燃料使其燃烧的生物质燃料燃烧用燃烧器转用的起动用或辅助用燃烧器的锅炉。但是，在专利文献2中，没有记载生物质专烧燃烧器的具体形态、使用上的问题、解决方法等。专利文献3公开了一种粉煤专烧燃烧器。所公开的燃烧器是适合于与生物质燃料相比发热量大、燃烧所需要的空气量大、比重大，因此最佳的粒度小的粉煤的燃烧器。为了使木质生物质燃料以高的效率燃烧，需要对应于木质生物质燃料进行最佳化。现有技术文献专利文献1:日本特开2005-291534号公报专利文献2:日本特开2005-291524号公报专利文献3:日本特开平9-26112号公报
技术实现思路
提供利用粉煤燃烧锅炉将生物质燃料混烧，可进行大量的木质生物质燃烧的生物质专烧燃烧器、可以削 减起源于化石燃料的CO2量的生物质混烧锅炉。为了解决上述课题，本技术的生物质专烧燃烧器是下述生物质燃烧燃烧器，其具有:生物质燃料喷出喷嘴，该生物质燃料喷出喷嘴具有弯曲部，并具备喷出由一次空气所运送的生物质燃料的燃料喷出口 ；喷出二次空气的二次空气喷嘴，该二次空气喷嘴具备围绕燃料喷出口的开口的二次空气喷出口 ；和喷出三次空气的旋转流的三次空气喷嘴，该三次空气喷嘴具备围绕二次空气喷出口的开口的三次空气喷出口。本技术的生物质燃料燃烧器，其特征在于，在生物质燃料喷出喷嘴的内部中央设置旋转叶片，该旋转叶片将在弯曲部偏流了的生物质燃料流变换为绕轴旋转的旋转流，使燃料浓度在管轴侧较稀而在外周部侧较浓地分布，并且，在燃料喷出口的紧上游侧的内壁具备整流板，该整流板抑制从燃料喷出口喷出的燃料流的旋转，由此，将燃料浓度分布适当化，并且通过调整二次空气喷出口的开口和三次空气喷出口的开口、抑制二次空气量，使燃料流和三次空气流之间形成缓冲流。本技术的生物质专烧燃烧器，也可以在生物质燃料喷出喷嘴的弯曲部下游的直管部具备贯穿管轴而供给液体燃料的油供给配管。向本技术的生物质专烧燃烧器供给燃料流，在炉内使其燃烧，所述燃料流是在一次空气中载有生物质燃料的燃料流，该生物质燃料是与粉煤相独立地使用冲击式破碎机(例如，株式会社7 — 7 ^々二力制TSX型粉碎机(破碎机=Shredder))等的二次粉碎机将木质生物质原料形成为2mm以下的粒子的生物质燃料。为了使设置了生物质专烧燃烧器的火炉中的燃烧气体的NOx减少，优选使生物质燃料在还原气氛中燃烧。本技术的生物质专烧燃烧器，为了运送生物质燃料需要15 25m/s左右的流速，因此对一次空气量有一定的制约。此外，为了使生物本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生物质专烧燃烧器，其特征在于，具有：生物质燃料喷出喷嘴，其具有弯曲部，并具备喷出一次空气所运送的生物质燃料的燃料喷出口；喷出二次空气的二次空气喷嘴，其具备围绕所述燃料喷出口的开口的二次空气喷出口；和喷出三次空气的旋转流的三次空气喷嘴，其具备围绕所述二次空气喷出口的三次空气喷出口，在所述生物质燃料喷出喷嘴的内部中央具备旋转叶片，所述旋转叶片将在所述弯曲部偏流了的生物质燃料流变换为绕轴旋转的旋转流，使燃料浓度在管轴侧较稀而在外周部侧较浓地分布，并且，在所述燃料喷出口的紧上游的管内壁具备旋转度调整板，所述旋转度调整板抑制从所述燃料喷出口喷出的燃料流的旋转，由此，将燃料浓度分布适当化，通过调整所述二次空气喷出口的开口和所述三次空气喷出口的开口、抑制二次空气量，使燃料流和三次空气流之间形成缓冲流。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：谷口孝二，加藤笃德，矢原俊，田部裕，
申请(专利权)人：川崎重工业株式会社，
类型：实用新型
国别省市：