[发明专利]加热炉的灰附着抑制方法及灰附着抑制装置

说明书

技术领域

本发明涉及将添加有金属系化合物或含金属的化合物的固体燃料作为燃料的加热炉的灰附着抑制方法及灰附着抑制装置。

背景技术

在将含有劣质炭的单种或者多种的固体燃料作为燃料的锅炉等加热炉(指所有使固体燃料燃烧的炉)中，将被粉碎机粉碎的固体燃料与搬送用空气一起作为燃料供给。加热炉具备：利用燃烧器等使所供给的燃料燃烧而产生热量的火炉、从火炉的上方跨到下游地配置且使燃烧气体在内部流动而进行热交换的导热管组，从加热炉产生的燃烧气体从烟囱排出。在此，导热管组包括：具备在火炉的上方以规定间隔并列配置的二次加热器、三次加热器、最终加热器及二次再热器的上部导热部、具备在火炉的后部配置的一次加热器、一次再热器及节炭器的后部导热部。

在这种加热炉中，由于从燃烧后的煤产生灰，所以灰在加热炉的燃烧气体的作用下流动，产生在排出的中途附着在火炉的壁面、从火炉上方跨到下游配置的导热管组等上且堆积而成的渣蚀、污垢。当产生灰附着于火炉的壁面、导热管组上并堆积而成的渣蚀、污垢时，导热管的导热面被堵塞而使热吸收效率大幅低下。进一步而言，当因渣蚀、污垢而在壁面等上生成巨大的渣块时，渣块落下，产生炉内压大幅变动、或者炉底的导热管受到损伤、或者炉底的闭塞的问题。另外，由于设置在火炉的上方的上部导热部以狭窄的间隔配置，所以当灰附着时，炉内压发生较大变动，另外，附着于导热管间的灰成长而导致气体流路闭塞，从而燃烧气体无法通过，可能引发运行障碍。进一步而言，在燃烧器附近，由于因燃料的燃烧火炎的放射热导致火炉的壁面附近的温度升高，从而产生灰容易在温度较低的导热管组上附着熔融而容易生长出巨大的渣块的问题。

因此，为了使加热炉稳定运行，需要事先预测因固体燃料的燃烧造成灰附着的可能性，从而需要避免发生因灰附着造成的问题。因此，尝试将产生灰附着的可能性作为指标来进行表示。

例如，在非专利文献1中，提出有如下的方法，即，根据基于由氧化物表示灰含有元素的灰组成的灰所涉及的指标及评价基准，事先预测灰附着的可能性。然而，非专利文献1所示的指标及评价基准以灰附着等问题少的良质炭即烟煤作为对象，而不以近年需要升高的劣质炭(例如，次烟煤、褐煤、高硅炭、高钙炭等炭种)作为对象。因此，非专利文献1所示的指标与灰附着的关系存在不一定一致的倾向，这成为问题。

因此，以劣质炭作为对象，如专利文献1所述那样，开发出了如下技术，即，通过使将所使用的煤预先灰化而得到的煤灰烧结，从而对烧结灰的胶着度进行测定而预测评价灰的附着。然而，灰的烧结性、熔融性不仅受到温度影响，而且还较大程度地受到气氛气体组成的影响。若气氛是CO、H₂等还原性气体浓度高的还原气氛，则灰的软化点、融点下降，变得容易烧结。另外，若气氛为氧化气氛，则灰的软化点、融点升高，变得不易烧结。因此，在不考虑气氛气体组成的专利文献1的技术中，存在难以高精度地预测加热炉内的灰附着的问题点。

另外，为了降低未燃量，如专利文献2那样，开发出将钙、镁、铁、铜等的金属氧化物添加到煤中的技术。然而，在专利文献2中，仅算出了未燃量的含有率，添加金属氧化物的量与加热炉内的灰附着的关系并未得到记载。另外，在专利文献2中，由于没有确定与所使用的劣质炭对应的金属氧化物的添加量，所以存在如下问题，即，所添加的金属氧化物的适当量不确定，从而无法高精度地预测加热炉内的灰附着。

【在先技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】日本国特开2004-361368号公报

【专利文献2】日本国特开2008-169338号公报

【非专利文献】

【非专利文献1】Gordon Couch，Understanding slagging and foulingduring pf combustion  (IEACR/72)，1994

发明内容

【发明要解决的课题】

本发明要解决的课题在于提供如下的加热炉的灰附着抑制方法及灰附着抑制装置，即，将添加有金属系化合物或含金属的化合物的、含有劣质炭的各种各样的固体燃料的混合物作为燃料的加热炉中，为了使加热炉稳定运行，高精度地对加热炉内的灰附着进行预测，从而能够抑制灰的附着。

【用于解决课题的手段】