專(zhuān)利名稱(chēng)：鍋爐的灰附著抑制方法及灰附著抑制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用固體燃料作為燃料的鍋爐的灰附著抑制方法及灰附著抑制裝置。
背景技術(shù)：
一直以來(lái)，將利用粉碎機(jī)粉碎后的固體燃料作為燃料通過(guò)輸送用空氣向使用固體燃料作為燃料的鍋爐供給。鍋爐具備通過(guò)燃燒器等使供給來(lái)的燃料燃燒而產(chǎn)生熱量的火爐；從火爐的上方至下游配置，并通過(guò)在內(nèi)部流動(dòng)燃燒氣體而進(jìn)行熱交換的傳熱管組。從鍋爐出來(lái)的燃燒氣體從煙囪排出。在此，傳熱管組包括上部傳熱部，其具備在火爐的上方以規(guī)定的間隔并列配置的二次加熱器、三次加熱器、最終加熱器及二次再熱器；后部傳熱部， 其具備在火爐的后部配置的一次加熱器、一次再熱器及節(jié)煤器。在此種鍋爐中，由于從燃燒的煤產(chǎn)生灰，因此灰通過(guò)鍋爐的燃燒氣體而流動(dòng)，灰在排出的中途附著而堆積在火爐的壁面或從火爐上方至下游配置的傳熱管組等，從而產(chǎn)生灰渣或污垢。當(dāng)產(chǎn)生此種灰渣或污垢時(shí)，傳熱管的傳熱面被堵塞而熱吸收效率大幅下降。而且，由于灰渣或污垢而在壁面等上生成巨大的渣塊時(shí)，若渣塊落下，則會(huì)產(chǎn)生爐內(nèi)壓大幅變動(dòng)、爐底的傳熱管受損或爐底發(fā)生閉塞這樣的問(wèn)題。而且，在火爐的上方設(shè)置的上部傳熱部由于以狹窄的間隔配置，因此當(dāng)灰附著時(shí)，爐內(nèi)壓可能會(huì)發(fā)生較大的變動(dòng)。而且，附著于傳熱管間的灰生長(zhǎng)而將氣體流路閉塞的結(jié)果是，燃燒氣體無(wú)法通過(guò)，可能會(huì)發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)故障。而且，在燃燒器附近，在燃料的燃燒火焰的輻射熱的作用下，火爐的壁面附近的溫度升高，因此灰容易附著熔融于比較低溫的傳熱管組，從而存在巨大的渣塊容易生長(zhǎng)的問(wèn)題。因此，為了使鍋爐穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，而需要提前預(yù)測(cè)因燃燒固體燃料而灰發(fā)生附著的可能性，來(lái)避免灰附著所產(chǎn)生的問(wèn)題。因此，嘗試了以產(chǎn)生灰附著的可能性為指標(biāo)進(jìn)行表示的情況。例如，在非專(zhuān)利文獻(xiàn)1中，使用了通過(guò)基于以氧化物來(lái)表示含灰元素的灰組成的與灰相關(guān)的指標(biāo)和評(píng)價(jià)基準(zhǔn)，來(lái)提前預(yù)測(cè)灰附著的可能性的方法。然而，非專(zhuān)利文獻(xiàn)1所示的指標(biāo)和評(píng)價(jià)基準(zhǔn)以浙青煤為對(duì)象，浙青煤是灰附著等問(wèn)題少的優(yōu)質(zhì)煤。如此，非專(zhuān)利文獻(xiàn) 1未以近年需要量升高的劣質(zhì)煤(例如，亞浙青煤、褐煤、高硅煤、高鈣煤等煤種)為對(duì)象，因此存在非專(zhuān)利文獻(xiàn)1所示的指標(biāo)與灰附著的關(guān)系未必成為與現(xiàn)狀一致的傾向的問(wèn)題。因此，以劣質(zhì)煤為對(duì)象，像專(zhuān)利文獻(xiàn)1那樣，開(kāi)發(fā)了通過(guò)對(duì)預(yù)先將使用的煤灰化所得到的煤灰進(jìn)行燒結(jié)，而測(cè)定燒結(jié)灰的膠粘度，來(lái)預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)灰的附著的技術(shù)。然而，灰的燒結(jié)性或熔融性不僅會(huì)受溫度的影響，而且較大地受到氣氛氣體組成的影響。在CO或H2等還原性氣體濃度高的還原氣氛的情況下，灰的軟化點(diǎn)或熔點(diǎn)下降，容易燒結(jié)。而且，在氧化氣氛的情況下，灰的軟化點(diǎn)或熔點(diǎn)上升，難以燒結(jié)。因此，在未考慮氣氛氣體組成的專(zhuān)利文獻(xiàn)1的技術(shù)中，存在難以高精度地預(yù)測(cè)鍋爐內(nèi)的灰附著這樣的問(wèn)題。在先技術(shù)文獻(xiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)1日本國(guó)特開(kāi)2004-361368號(hào)公報(bào)
非專(zhuān)利文獻(xiàn)與巨專(zhuān)禾1J文獻(xiàn) 1 Gordon Couch著，Understanding slagging andfouling during pf combustion(IEACR/72)，1994 年 8 月

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種在使用包括劣質(zhì)煤在內(nèi)的各個(gè)種類(lèi)的固體燃料作為燃料的鍋爐中，為了穩(wěn)定運(yùn)用鍋爐，而能夠通過(guò)高精度地預(yù)測(cè)鍋爐內(nèi)的灰附著來(lái)抑制灰的附著的鍋爐的灰附著抑制方法及灰附著抑制裝置。本發(fā)明的鍋爐的灰附著抑制方法的特征在于，包括基于對(duì)多種固體燃料分別預(yù)先測(cè)定的灰成分的組成及對(duì)所述多種固體燃料分別算出的灰渣比例，以使鍋爐中的灰渣比例成為基準(zhǔn)值以下的方式確定所述多種固定燃料的混合比率的步驟，其中，所述灰渣比例表示一定量的灰成分中在規(guī)定的氣氛溫度及氣氛氣體組成下成為灰渣的比例；基于所述多種固定燃料的所述混合比率，將所述多種固體燃料混合，作為燃料向鍋爐供給的步驟。另外，本發(fā)明的鍋爐的灰附著抑制裝置的特征在于，具備運(yùn)算機(jī)構(gòu)，其對(duì)多種固體燃料分別算出表示一定量的灰成分中在規(guī)定的氣氛溫度及氣氛氣體組成下成為灰渣的比例的灰渣比例，并基于對(duì)多種固體燃料分別預(yù)先測(cè)定的灰成分的組成，以使鍋爐中的灰渣比例成為基準(zhǔn)值以下的方式確定所述多種固定燃料的混合比率；燃料供給量調(diào)整機(jī)構(gòu)， 其基于所述多種固定燃料的所述混合比率，調(diào)整所述多種固體燃料的供給量。如此，本發(fā)明著眼于在鍋爐內(nèi)因燃燒而熔融且搭載于鍋爐內(nèi)的燃燒空氣的氣流進(jìn)行浮游，而附著于爐壁或傳熱管組的成分即灰渣。并且，在本發(fā)明中，基于對(duì)各固體燃料所算出的灰渣比例和灰成分的組成，來(lái)確定多種固體燃料的混合比率。因此，基于在本發(fā)明中新構(gòu)建的評(píng)價(jià)指數(shù)即灰渣比例來(lái)評(píng)價(jià)灰附著特性，通過(guò)以灰渣比例成為基準(zhǔn)值以下的方式確定多種固體燃料的混合比率，而能夠抑制灰的附著。在此，固體燃料包括煤、污泥炭化物、 生物燃料等。而且，在鍋爐中由于重視熱量，因此，以向鍋爐投入的熱量成為恒定的方式來(lái)確定作為燃料的固體燃料的供給量。在此，在本發(fā)明的鍋爐的灰附著抑制方法及鍋爐的灰附著抑制裝置中，所述灰渣比例基于所述灰成分的組成通過(guò)熱力學(xué)平衡計(jì)算來(lái)算出，或者根據(jù)在規(guī)定的氣氛溫度及氣氛氣體組成下對(duì)所述多種固體燃料分別進(jìn)行加熱時(shí)測(cè)定的灰渣來(lái)算出。在基于灰成分的組成通過(guò)熱力學(xué)平衡計(jì)算來(lái)算出灰渣比例時(shí)，不用進(jìn)行實(shí)驗(yàn)而能夠求出灰渣比例。而且，根據(jù)對(duì)多種固體燃料分別預(yù)先測(cè)定的、在規(guī)定的氣氛溫度及氣氛氣體組成下因加熱而產(chǎn)生的灰渣來(lái)算出灰渣比例時(shí)，能夠求出與實(shí)際的鍋爐的狀況一致的灰渣比例。另外，在本發(fā)明的鍋爐的灰附著抑制方法及鍋爐的灰附著抑制裝置中，可以基于相對(duì)于所述灰渣比例的灰附著率，以使所述灰附著率降低的方式確定所述基準(zhǔn)值，算出插入到所述鍋爐內(nèi)的灰附著探測(cè)器的預(yù)先調(diào)查的實(shí)際的附著灰量相對(duì)于灰與所述灰附著探測(cè)器碰撞的碰撞灰量的比例作為所述灰附著率，算出根據(jù)所述固體燃料的供給量、含灰率以及所述鍋爐的爐形狀所求出的在所述灰附著探測(cè)器的投影面積上發(fā)生碰撞的灰成分的總量作為所述碰撞灰量。由此，基于預(yù)先調(diào)查的灰附著率與灰渣比例的比較結(jié)果，以降低灰附著率的方式確定灰渣比例的基準(zhǔn)值，從而能夠抑制灰的附著。另外，在本發(fā)明的鍋爐的灰附著抑制方法及鍋爐的灰附著抑制裝置中，以使所述灰附著率成為5 7wt%以下的方式將所述基準(zhǔn)值確定為50 60Wt%。由此，基于預(yù)先調(diào)查的灰附著率與灰渣比例的比較結(jié)果，在灰渣比例為50 60wt%的范圍時(shí)，灰附著率降低為5 7wt%以下，因此能夠抑制灰的附著。在此，在本發(fā)明的鍋爐的灰附著抑制方法中，所述規(guī)定的氣氛溫度及氣氛氣體組成可以是燃燒器附近的氣氛溫度及氣氛氣體組成。另外，在本發(fā)明的鍋爐的灰附著抑制裝置中，可以還具備對(duì)鍋爐燃燒室的溫度及氣氛氣體組成進(jìn)行計(jì)測(cè)的計(jì)測(cè)機(jī)構(gòu)，所述規(guī)定的氣氛溫度及氣氛氣體組成是由所述計(jì)測(cè)機(jī)構(gòu)所測(cè)定的所述鍋爐燃燒室的溫度及氣氛氣體組成。由此，能夠恰當(dāng)?shù)厍蟪鲥仩t內(nèi)部的各部分的灰中的灰渣比例，從而能夠計(jì)算多種固體燃料的適當(dāng)?shù)幕旌媳嚷?。另外，在本發(fā)明的鍋爐的灰附著抑制方法及鍋爐的灰附著抑制裝置中，所述規(guī)定的氣氛溫度及氣氛氣體組成是鍋爐設(shè)計(jì)上的最高氣氛溫度及其所在部位的氣氛氣體組成、 或者是鍋爐設(shè)計(jì)上的還原度最高的氣氛氣體組成及其所在部位的溫度。由此，不依賴(lài)于鍋爐的狀態(tài)而能夠計(jì)算多種固體燃料的適當(dāng)?shù)幕旌媳嚷省Ｐ枰f(shuō)明的是，鍋爐設(shè)計(jì)上的還原度最高的氣氛氣體組成表示CO或壓等還原性氣體的濃度最高的氣氛氣體組成。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明的鍋爐的灰附著抑制方法及灰附著抑制裝置，在使用包含劣質(zhì)煤的各個(gè)種類(lèi)的固體燃料作為燃料的鍋爐中，能夠高精度地預(yù)測(cè)鍋爐內(nèi)的灰附著，而抑制灰發(fā)生附著的情況。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)鍋爐的穩(wěn)定運(yùn)用。


圖1是表示本實(shí)施方式的鍋爐的灰附著抑制方法的次序的步驟圖。圖2是表示本實(shí)施方式的鍋爐的灰附著抑制裝置的簡(jiǎn)圖。圖3是表示本實(shí)施例的灰渣比例與灰附著率的關(guān)系的圖。
具體實(shí)施例方式以下，參照附圖，來(lái)說(shuō)明用于實(shí)施本發(fā)明的鍋爐的灰附著抑制方法及灰附著抑制裝置的方式的具體的一例。需要說(shuō)明的是，以下的說(shuō)明只不過(guò)是例示，并未表示能夠適用本發(fā)明的鍋爐的灰附著抑制方法及灰附著抑制裝置的界限。即，本發(fā)明的鍋爐的灰附著抑制方法及灰附著抑制裝置并未限定為下述的實(shí)施方式，只要在專(zhuān)利申請(qǐng)的范圍所記載的限制內(nèi)就能夠進(jìn)行各種變更。首先，基于圖1，說(shuō)明本實(shí)施方式的鍋爐的灰附著抑制方法的一例。圖1是表示本實(shí)施方式的鍋爐的灰附著抑制方法的次序的步驟圖。在本實(shí)施方式的鍋爐的灰附著抑制方法中，如圖1所示，首先，測(cè)定在鍋爐中使用的預(yù)定的各固體燃料的灰成分的組成(步驟Si)。作為灰成分的組成，測(cè)定固體燃料的含水量、發(fā)熱量、含灰量、灰成分的組成等煤性狀。在此，固體燃料包括煤、污泥炭化物、生物燃料寸。接下來(lái)，基于各固體燃料的灰渣比例，而算出各固體燃料的混合比率(步驟S2)。 灰渣比例是在本實(shí)施方式中使用的灰附著特性的評(píng)價(jià)指標(biāo)，表示在特定的溫度及氣氛條件下，一定量的固體狀的灰成分中的成為灰渣的比例。而且，灰渣表示因燃燒而熔融，搭載于鍋爐內(nèi)的燃燒氣流進(jìn)行浮游，而附著于爐壁或傳熱管組的成分。灰渣比例根據(jù)各固體燃料及各固體燃料的混合條件來(lái)算出。在此，通過(guò)熱力學(xué)平衡計(jì)算來(lái)算出預(yù)先測(cè)定的各固體燃料的灰成分在特定的條件(溫度、氣氛氣體組成)下的熱力學(xué)上最為穩(wěn)定的狀態(tài)，即，吉布斯的自由能量接近零的狀態(tài)下的組成和相，由此來(lái)求出灰渣比例。需要說(shuō)明的是，灰渣比例的算出方法并未局限于上述的方式，也可以對(duì)各固體燃料的灰進(jìn)行加熱，預(yù)先測(cè)定各溫度及氣氛氣體組成中的灰渣比例。由此，能夠求出與實(shí)際的鍋爐的狀況一致的灰渣比例。并且，為了評(píng)價(jià)在本實(shí)施方式中使用的灰附著特性的評(píng)價(jià)指標(biāo)即灰渣比例，而算出灰附著率。在此，灰附著率是插入到鍋爐的爐內(nèi)的灰附著探測(cè)器的附著灰量相對(duì)于碰撞灰量的比例，表示灰的附著容易度，由下式表示。需要說(shuō)明的是，向灰附著探測(cè)器碰撞的碰撞灰量是在灰附著探測(cè)器的投影面積上發(fā)生碰撞的灰成分的總量，根據(jù)固體燃料的供給量及含灰率、以及鍋爐的爐形狀來(lái)求得。數(shù)式1
灰附著率M%1=_附·輯kg]_· 100
L 」向灰附著探測(cè)器碰撞的碰撞灰量[kg]需要說(shuō)明的是，灰附著率的算出及評(píng)價(jià)無(wú)需在實(shí)際鍋爐中進(jìn)行，可以在燃燒試驗(yàn)爐或內(nèi)置物體的鍋爐中進(jìn)行。如此，基于預(yù)先測(cè)定的灰附著率與灰渣比例的關(guān)系，來(lái)確定灰附著率降低至5 7wt%左右的灰渣比例的值(基準(zhǔn)值)。并且，使用各固體燃料的混合比率作為參數(shù)，根據(jù)在步驟Sl中測(cè)定的各固體燃料的灰成分的組成，來(lái)算出混合的燃料的灰成分的組成。灰中的灰渣比例根據(jù)熱力學(xué)平衡計(jì)算來(lái)求得。并且，以得到灰中的灰渣比例成為確定的基準(zhǔn)值以下那樣的灰組成的方式，算出各固體燃料的混合比率。在此，以向鍋爐投入的熱量成為恒定的方式來(lái)確定作為燃料的固體燃料的供給量。需要說(shuō)明的是，在熱力學(xué)平衡計(jì)算中，使用向鍋爐壁的灰附著顯著發(fā)生的燃燒器附近的氣氛溫度及氣氛氣體組成。而且，熱力學(xué)平衡計(jì)算并不局限于燃燒器附近的氣氛溫度及氣氛氣體組成，也可以基于灰的附著容易發(fā)生的傳熱管組等所希望的部分的氣氛溫度及氣氛氣體組成來(lái)進(jìn)行。由此，能夠準(zhǔn)確地求出鍋爐內(nèi)部的各部分的灰中的灰渣比例，從而能夠計(jì)算多種固體燃料的適當(dāng)?shù)幕旌媳嚷?。而且，熱力學(xué)平衡計(jì)算并不局限于上述的方式，也可以基于鍋爐設(shè)計(jì)上的最高氣氛氣體溫度及其所在部位的氣氛氣體組成來(lái)進(jìn)行。而且，熱力學(xué)平衡計(jì)算也可以基于鍋爐設(shè)計(jì)上的還原度最高的(CO或H2等的還原性氣體的濃度最高的)氣氛氣體組成及其所在部位的溫度來(lái)進(jìn)行。 如此，能夠不依賴(lài)鍋爐的爐內(nèi)的燃燒溫度而確定多種固體燃料的混合比率。需要說(shuō)明的是，在本實(shí)施方式中，灰附著特性的評(píng)價(jià)指標(biāo)即灰渣比例基于灰附著率來(lái)評(píng)價(jià)，但并不局限于此。也可以使用燃燒試驗(yàn)爐或內(nèi)置物體的鍋爐，改變?nèi)剂现泻械幕以壤⑦M(jìn)行燃燒測(cè)試，將設(shè)置于鍋爐的傳送裝置無(wú)法搬出的尺寸的渣塊(熔融灰渣)的塊體向爐壁落下時(shí)的灰渣比例作為基準(zhǔn)值，來(lái)評(píng)價(jià)灰渣比例?；蛘哌€可以將主蒸氣溫度、 主蒸氣壓力從規(guī)定區(qū)域脫離或變動(dòng)時(shí)的灰渣比例作為基準(zhǔn)值來(lái)評(píng)價(jià)灰渣比例。最后，基于在步驟S2中算出的各固體燃料的混合比率，來(lái)混合固體燃料，將它們粉碎后作為燃料向鍋爐供給(步驟S3)。接下來(lái)，基于圖2來(lái)說(shuō)明本實(shí)施方式的鍋爐的灰附著抑制裝置的一例。圖2是表示本實(shí)施方式的鍋爐的灰附著抑制裝置的簡(jiǎn)圖。如圖2所示，鍋爐7具備料斗1、2、燃料供給量調(diào)整裝置(燃料供給量調(diào)整機(jī)構(gòu))3、 混合機(jī)4、粉碎機(jī)5、燃燒器6、運(yùn)算機(jī)(運(yùn)算機(jī)構(gòu))9。本實(shí)施方式的鍋爐的灰附著抑制裝置由燃料供給量調(diào)整裝置3和運(yùn)算機(jī)9構(gòu)成。料斗1、2分別保持灰的性狀不同的兩種固體燃料。在此，固體燃料包括煤、污泥炭化物、生物燃料等。需要說(shuō)明的是，圖2所示的料斗的個(gè)數(shù)為兩個(gè)，但并不局限于此，也可以為任意個(gè)。燃料供給量調(diào)整裝置3基于由后述的運(yùn)算機(jī)9所算出的固體燃料的混合比率， 來(lái)調(diào)整來(lái)自料斗1、2的固體燃料的取出量?；旌蠙C(jī)4對(duì)由燃料供給量調(diào)整裝置3取出的固體燃料進(jìn)行混合。粉碎機(jī)5將由混合機(jī)4混合后的固體燃料粉碎而形成煤粉。燃燒器6使與空氣一起吹入的煤粉燃燒。鍋爐7使煤粉燃燒而回收熱量。需要說(shuō)明的是，雖然未圖示， 但鍋爐7具備利用燃燒器6等使供給來(lái)的燃料燃燒而產(chǎn)生熱量的火爐；從火爐的上方至下游配置，且使燃燒氣體向內(nèi)部流動(dòng)而進(jìn)行熱交換的傳熱管組。在此，從鍋爐出來(lái)的燃燒氣體從煙囪排出。而且，傳熱管組包括上部傳熱部，其具備在火爐的上方以規(guī)定的間隔并列配置的二次加熱器、三次加熱器、最終加熱器及二次再熱器；后部傳熱部，其具備在火爐的后部配置的一次加熱器、一次再熱器及節(jié)煤器。運(yùn)算機(jī)9預(yù)先累積固體燃料的含水率、發(fā)熱量、含灰率、灰成分的組成等的性狀作為數(shù)據(jù)8。運(yùn)算機(jī)9使用固體燃料的混合比率作為參數(shù)，根據(jù)預(yù)先測(cè)定的各固體燃料的灰成分的組成，來(lái)算出混合的燃料的灰成分的組成。然后，運(yùn)算機(jī)9根據(jù)預(yù)先測(cè)定的灰附著率與灰渣比例的關(guān)系，來(lái)確定灰附著率降低為5 7wt%左右的灰渣比例的值(基準(zhǔn)值)。最后，運(yùn)算機(jī)9以得到通過(guò)熱力學(xué)平衡計(jì)算所求出的灰渣比例成為確定的基準(zhǔn)值以下那樣的灰組成的方式，確定各固體燃料的混合比率。在此，作為燃料的固體燃料的供給量以投入到鍋爐的熱量成為恒定的方式來(lái)確定。需要說(shuō)明的是，灰渣比例是在本實(shí)施方式中使用的灰附著特性的評(píng)價(jià)指標(biāo)，表示在一定量的固體狀的灰成分中特定的溫度及氣氛條件下成為灰渣的比例。灰附著率、灰渣比例及它們的關(guān)系如上所述，省略其說(shuō)明。另外，在熱力學(xué)平衡計(jì)算中，例如，使用向鍋爐壁的灰附著顯著發(fā)生的燃燒器附近的氣氛溫度及氣氛氣體組成。燃燒器附近的氣氛溫度及氣氛氣體組成使用設(shè)置于燃燒器附近的未圖示的計(jì)測(cè)裝置(計(jì)測(cè)機(jī)構(gòu))來(lái)測(cè)定。需要說(shuō)明的是，計(jì)測(cè)裝置并未局限于設(shè)置于燃燒器附近的情況。也可以在灰的附著容易發(fā)生的傳熱管組等所希望的部分上設(shè)置計(jì)測(cè)裝置，基于上述部分的氣氛溫度及氣氛氣體組成來(lái)進(jìn)行熱力學(xué)平衡計(jì)算。由此，能夠恰當(dāng)?shù)厍蟪鲥仩t內(nèi)部的各部分的灰中的灰渣比例，從而能夠計(jì)算多種固體燃料的適當(dāng)?shù)幕旌媳嚷省?而且，熱力學(xué)平衡計(jì)算并不局限于上述的方式，也可以基于鍋爐設(shè)計(jì)上的最高氣氛氣體溫度及其所在部位的氣氛氣體組成來(lái)進(jìn)行。而且，熱力學(xué)平衡計(jì)算也可以基于鍋爐設(shè)計(jì)上的還原度最高的(CO或H2等還原性氣體的濃度最高的)氣氛氣體組成及其所在部位的溫度來(lái)進(jìn)行。由此，能夠不依賴(lài)鍋爐的爐內(nèi)的燃燒溫度而確定多種固體燃料的混合比率。
另外，固體燃料的混合比率并不局限于基于由熱力學(xué)平衡計(jì)算所求出的灰渣比例來(lái)算出的方式，也可以在各溫度及氣氛氣體組成中，通過(guò)基于對(duì)各固體燃料的灰成分進(jìn)行加熱時(shí)預(yù)先測(cè)定的灰渣比例來(lái)算出的方式進(jìn)行算出。由此，能夠求出與實(shí)際的鍋爐的狀況一致的灰渣比例。如此，本實(shí)施方式的鍋爐的灰附著抑制方法及灰附著抑制裝置著眼于在鍋爐內(nèi)因燃燒而熔融，搭載于鍋爐內(nèi)的燃燒空氣的氣流而浮游，且附著于爐壁或傳熱管組的成分即灰渣。然后，基于對(duì)各固體燃料算出的灰渣比例和灰成分的組成，來(lái)確定多種固體燃料的混合比率。如此，基于在本發(fā)明中新構(gòu)建的評(píng)價(jià)指數(shù)即灰渣比例來(lái)評(píng)價(jià)灰附著特性，以灰渣比例成為基準(zhǔn)值以下的方式來(lái)確定多種固體燃料的混合比率，由此，能夠高精度地預(yù)測(cè)鍋爐內(nèi)的灰附著，從而抑制灰的附著。而且，成為燃料的固體燃料的供給量以向鍋爐投入的熱量成為恒定的方式來(lái)確定，并考慮在鍋爐中被重視的熱量。實(shí)施例接下來(lái)，基于圖3及表1來(lái)說(shuō)明鍋爐的灰附著抑制方法及灰附著抑制裝置的實(shí)施例。圖3是表示本實(shí)施例的灰渣比例與灰附著率的關(guān)系的圖。表1是表示在本實(shí)施例中使用的煤的性狀的表。在本實(shí)施例的煤粉燃燒試驗(yàn)爐(爐內(nèi)徑400mm、爐內(nèi)有效高度3650mm)中，在加熱用的城市煤氣的投入熱量的總計(jì)為恒定149kW的條件下，使用灰成分的組成不同的五種煤粉進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)中，以五種煤粉的投入熱量成為恒定60kW的方式單獨(dú)地或?qū)⒍喾N煤粉混合，由此調(diào)整了煤粉的供給量。并且，利用設(shè)置于爐頂?shù)娜紵魇构┙o量被調(diào)整后的煤粉與燃燒空氣一起燃燒，并向下方插入灰附著探測(cè)器而保持100分鐘，調(diào)查了在灰附著探測(cè)器的表面附著的灰的附著率。在此，插入有灰附著探測(cè)器的部分的爐內(nèi)氣氛溫度與在內(nèi)置物體的鍋爐中發(fā)生灰附著現(xiàn)象的溫度同樣為約1300°C。而且，以灰附著探測(cè)器的表面溫度成為約500°C的方式對(duì)灰附著探測(cè)器的內(nèi)部進(jìn)行水冷，來(lái)調(diào)整溫度。并且，在實(shí)驗(yàn)中使用的五種煤粉的性狀如表1所示。表1
權(quán)利要求
1.一種鍋爐的灰附著抑制方法，其特征在于，包括基于對(duì)多種固體燃料分別預(yù)先測(cè)定的灰成分的組成及對(duì)所述多種固體燃料分別算出的灰渣比例，以使鍋爐中的灰渣比例成為基準(zhǔn)值以下的方式確定所述多種固定燃料的混合比率的步驟，其中，所述灰渣比例表示一定量的灰成分中在規(guī)定的氣氛溫度及氣氛氣體組成下成為灰渣的比例；基于所述多種固定燃料的所述混合比率，將所述多種固體燃料混合，作為燃料向鍋爐供給的步驟。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鍋爐的灰附著抑制方法，其特征在于，所述灰渣比例基于所述灰成分的組成通過(guò)熱力學(xué)平衡計(jì)算來(lái)算出，或者根據(jù)在規(guī)定的氣氛溫度及氣氛氣體組成下對(duì)所述多種固體燃料分別進(jìn)行加熱時(shí)測(cè)定的灰渣來(lái)算出。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鍋爐的灰附著抑制方法，其特征在于，基于相對(duì)于所述灰渣比例的灰附著率，以使所述灰附著率降低的方式確定所述基準(zhǔn)值，算出插入到所述鍋爐內(nèi)的灰附著探測(cè)器的預(yù)先調(diào)查的實(shí)際的附著灰量相對(duì)于灰與所述灰附著探測(cè)器碰撞的碰撞灰量的比例作為所述灰附著率，算出根據(jù)所述固體燃料的供給量、含灰率以及所述鍋爐的爐形狀所求出的在所述灰附著探測(cè)器的投影面積上發(fā)生碰撞的灰成分的總量作為所述碰撞灰量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鍋爐的灰附著抑制方法，其特征在于，以使所述灰附著率成為5 7wt%以下的方式將所述基準(zhǔn)值確定為50 60wt%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鍋爐的灰附著抑制方法，其特征在于，所述規(guī)定的氣氛溫度及氣氛氣體組成是燃燒器附近的氣氛溫度及氣氛氣體組成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鍋爐的灰附著抑制方法，其特征在于，所述規(guī)定的氣氛溫度及氣氛氣體組成是鍋爐設(shè)計(jì)上的最高氣氛溫度及其所在部位的氣氛氣體組成、或者是鍋爐設(shè)計(jì)上的還原度最高的氣氛氣體組成及其所在部位的溫度。
7.一種鍋爐的灰附著抑制裝置，其特征在于，具備運(yùn)算機(jī)構(gòu)，其對(duì)多種固體燃料分別算出表示一定量的灰成分中在規(guī)定的氣氛溫度及氣氛氣體組成下成為灰渣的比例的灰渣比例，并基于對(duì)多種固體燃料分別預(yù)先測(cè)定的灰成分的組成，以使鍋爐中的灰渣比例成為基準(zhǔn)值以下的方式確定所述多種固定燃料的混合比率；燃料供給量調(diào)整機(jī)構(gòu)，其基于所述多種固定燃料的所述混合比率，調(diào)整所述多種固體燃料的供給量。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鍋爐的灰附著抑制裝置，其特征在于，所述灰渣比例基于所述灰成分的組成通過(guò)熱力學(xué)平衡計(jì)算來(lái)算出，或者根據(jù)在規(guī)定的氣氛溫度及氣氛氣體組成下對(duì)所述多種固體燃料分別進(jìn)行加熱時(shí)測(cè)定的灰渣來(lái)算出。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鍋爐的灰附著抑制裝置，其特征在于，基于相對(duì)于所述灰渣比例的灰附著率，以使所述灰附著率降低的方式確定所述基準(zhǔn)值，算出插入到所述鍋爐內(nèi)的灰附著探測(cè)器的預(yù)先調(diào)查的實(shí)際的附著灰量相對(duì)于灰與所述灰附著探測(cè)器碰撞的碰撞灰量的比例作為所述灰附著率，算出根據(jù)所述固體燃料的供給量、含灰率以及所述鍋爐的爐形狀所求出的在所述灰附著探測(cè)器的投影面積上發(fā)生碰撞的灰成分的總量作為所述碰撞灰量。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鍋爐的灰附著抑制裝置，其特征在于，以使所述灰附著率成為5 7wt%以下的方式將所述基準(zhǔn)值確定為50 60wt%。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鍋爐的灰附著抑制裝置，其特征在于， 還具備對(duì)鍋爐燃燒室的溫度及氣氛氣體組成進(jìn)行計(jì)測(cè)的計(jì)測(cè)機(jī)構(gòu)，所述規(guī)定的氣氛溫度及氣氛氣體組成是由所述計(jì)測(cè)機(jī)構(gòu)所測(cè)定的所述鍋爐燃燒室的溫度及氣氛氣體組成。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鍋爐的灰附著抑制裝置，其特征在于，所述規(guī)定的氣氛溫度及氣氛氣體組成是鍋爐設(shè)計(jì)上的最高氣氛溫度及其所在部位的氣氛氣體組成、或者是鍋爐設(shè)計(jì)上的還原度最高的氣氛氣體組成及其所在部位的溫度。
全文摘要
本發(fā)明為了對(duì)使用包括劣質(zhì)煤在內(nèi)的各個(gè)種類(lèi)的固體燃料作為燃料的鍋爐進(jìn)行穩(wěn)定運(yùn)用，而抑制灰附著的情況。運(yùn)算機(jī)(9)預(yù)先累積固體燃料的含灰率、灰成分的組成等性狀作為數(shù)據(jù)(8)。運(yùn)算機(jī)(9)使用固體燃料的混合比率作為參數(shù)，基于預(yù)先測(cè)定到的各固體燃料的灰成分的組成，來(lái)算出混合的燃料的灰成分的組成。運(yùn)算機(jī)(9)根據(jù)預(yù)先測(cè)定的灰附著率與灰渣比例的關(guān)系，來(lái)確定灰附著率降低的灰渣比例的基準(zhǔn)值。然后，運(yùn)算機(jī)(9)以得到灰渣比例成為確定的基準(zhǔn)值以下那樣的灰組成的方式，通過(guò)熱力學(xué)平衡計(jì)算來(lái)算出各固體燃料的混合比率。基于由運(yùn)算機(jī)(9)所算出的各固體燃料的混合比率，利用燃料供給量調(diào)整裝置(3)來(lái)調(diào)整來(lái)自料斗(1、2)的固體燃料的取出量。如此調(diào)整了取出量的各固體燃料由混合機(jī)(4)進(jìn)行混合，在利用粉碎機(jī)(5)粉碎后，作為燃料向鍋爐(7)供給，并利用燃燒器(6)使其燃燒。
文檔編號(hào)F23C1/00GK102472484SQ20108002932
公開(kāi)日2012年5月23日 申請(qǐng)日期2010年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月22日
發(fā)明者樸海洋, 秋山勝哉 申請(qǐng)人:株式會(huì)社神戶(hù)制鋼所