(57)【要約】【課題】ガス化炉の燃焼炉などに燃料及び酸化剤を供給するバーナの酸化剤供給管及び冷却管を設置する際の作業性を向上させることを目的とする。【解決手段】バーナ２は、燃焼炉１内に空気を供給する空気供給管８と、供給管５を取り囲むように設けられた冷却管６と、空気供給管８と冷却管６とが固定されるとともに、炉壁に対して着脱可能に固定される閉止フランジ７と、を備えている。冷却管６の炉内側の先端部は、供給管５の先端部よりも、出代長さＬ１だけ炉内側に突出するように配置されている。【選択図】図１
2018132248.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
炉内に酸化剤を供給する酸化剤供給管と、
前記酸化剤供給管内の同軸線上に配置され、燃料及び酸化剤を供給する燃料供給管と、
前記酸化剤供給管を取り囲むように設けられた冷却管と、
前記酸化剤供給管と前記冷却管とが固定されるとともに、炉壁に対して着脱可能に固定されるフランジと、
を備えているバーナ。
【請求項２】
前記冷却管の前記炉内側の先端部は、前記酸化剤供給管の前記炉内側の先端部よりも、所定の長さ前記炉内側に位置する請求項１に記載のバーナ。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のバーナを備えているガス化炉。
【請求項４】
炉内に酸化剤を供給する酸化剤供給管と、
前記供給管内の同軸線上に配置され、燃料及び酸化剤を供給する燃料供給管と、
前記酸化剤供給管を取り囲むように設けられた冷却管と、
前記酸化剤供給管と前記冷却管とが固定されるとともに、炉壁に対して着脱可能に固定されるフランジと、
を備えているバーナの取付方法であって、
前記フランジに前記酸化剤供給管を固定する供給管固定工程と、
前記フランジに前記冷却管を固定する冷却管固定工程と、
前記供給管固定工程及び前記冷却管固定工程のあとに、前記フランジを前記炉壁に対して着脱可能に固定するフランジ固定工程と、
を有し、
前記フランジ固定工程により前記酸化剤供給管及び前記冷却管の前記炉内に突出する位置を管理するバーナの取付方法。
【請求項５】
前記酸化剤供給管及び前記冷却管が固定された前記フランジを運搬する運搬工程を有し、
前記供給管固定工程及び前記冷却管固定工程は、工場で行われ、
前記フランジ固定工程は、前記運搬工程のあとに、前記炉壁を有する燃焼炉に前記酸化剤供給管及び前記冷却管を設置する現場で行われる請求項４に記載のバーナの取付方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃焼炉に用いられるバーナ及びバーナを備えたガス化炉並びにバーナの取付方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
炭素含有燃料をガス化するガス化装置のガス化炉（燃焼炉）は１５００℃を超える高温であり、このガス化炉に用いられるバーナとして、特許文献１の従来技術に記載されたものが知られている。
特許文献１の従来技術には、その先端が炉内に位置する状態で設置されている。バーナ供給管の周囲には、バーナ冷却水管が巻回されている。このバーナ冷却水管は、バーナ供給管の周囲に接した状態で設置され、バーナ供給管の先端から炉外側まで設けられている構成が開示されている。このバーナ冷却水管は、内部に冷却水が流通し、バーナ供給管を冷却している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５９６８２４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このようなバーナにおいて、バーナ供給管の先端の炉内への突出量は、バーナによる炉内の燃焼状態を決定する重要な因子となるため精度良く管理される必要がある。また炉内に形成された火炎による燃焼熱からバーナ供給管を保護するため、バーナ冷却管内に冷却水が流される。バーナ供給管及びバーナ冷却水管の位置関係は、バーナ供給管に対する冷却性能等に大きく影響を及ぼす。さらに、バーナの炉内側先端付近では、バーナ冷却管はバーナから噴出す微粉炭などによる摩耗の影響を受けながら冷却性能を確保するために、バーナ供給管及びバーナ冷却水管の配置には、高い精度の設置が必要とされる。
【０００５】
特許文献１の構成では、バーナ供給管とバーナ冷却水管とが別体とされているので、バーナ供給管及びバーナ冷却水管を燃焼炉に取付ける際に、現場でバーナ供給管とバーナ冷却水管との高い精度の位置合わせを行う必要があり、現場での取付工程に多くの時間を要するという問題があった。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、ガス化炉の燃焼炉などに燃料及び酸化剤を供給するバーナの酸化剤供給管及び冷却管を設置する際の作業性を向上させることができるバーナ及びバーナを備えたガス化炉並びにバーナの取付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】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明のバーナ及びバーナを備えたガス化炉並びにバーナの取付方法は、以下の手段を採用する。
本発明の一態様に係るバーナは、炉内に酸化剤を供給する酸化剤供給管と、前記酸化剤供給管内の同軸線上に配置され、燃料及び酸化剤を供給する燃料供給管と、前記酸化剤供給管を取り囲むように設けられた冷却管と、前記酸化剤供給管と前記冷却管とが固定されるとともに、炉壁に対して着脱可能に固定されるフランジと、を備えている。
【０００８】
上記構成では、酸化剤供給管及び冷却管がフランジに固定されているので、フランジを炉壁に固定するだけで供給管及び冷却管を炉に設置することができる。また、酸化剤供給管及び冷却管は、フランジに固定されているので、酸化剤供給管と冷却管とを所望の相対位置に配置した状態のまま運搬をすることができる。これにより、酸化剤供給管と冷却管とを所望の相対位置に配置する場所と、酸化剤供給管及び冷却管をガス化炉の燃焼炉などに設置する場所とを別々の場所とすることができる。したがって、例えば、工場で酸化剤供給管及び冷却管をフランジに固定した場合には、ガス化炉の燃焼炉などに酸化剤供給管及び冷却管を設置する現場では、フランジを炉壁に固定するだけで、酸化剤供給管と冷却管とを所望の相対位置でガス化炉に設置することができる。よって、現場での供給管と冷却管との相対位置を調整する作業を省くことができる。したがって、ガス化炉に酸化剤供給管及び冷却管を設置する際の作業性を向上させることができる。
また、フランジが着脱可能に炉壁に固定されているので、酸化剤供給管や冷却管を交換する場合には、フランジを炉壁から簡単に取り外すことができ、簡易に交換を行うことができる。
【０００９】
また、本発明の一態様に係るバーナは、前記冷却管の前記炉内側の先端部が、前記酸化剤供給管の前記炉内側の先端部よりも、所定の長さ前記炉内側に位置していてもよい。
【００１０】
上記構成では、冷却管の先端部を酸化剤供給管の先端部よりも所定の長さ炉内側に位置している。このような、酸化剤供給管と冷却管との相対的な位置決めに高い精度が求められるバーナであっても、酸化剤供給管と冷却管とを所望の相対位置に配置する場所と、酸化剤供給管及び冷却管をガス化炉の燃焼炉などに設置する場所とを別々の場所とすることができる。したがって、例えば、工場で酸化剤供給管及び冷却管をフランジに固定した場合には、ガス化炉の燃焼炉などに酸化剤供給管及び冷却管を設置する現場では、より作業性を向上させることができる。
【００１１】
本発明の一態様に係るガス化炉は、上記のバーナを備えている。このようなガス化炉では、酸化剤供給管及び冷却管を設置する際の作業性を向上させることができる。また、酸化剤供給管や冷却管を簡易に交換することができる。
【００１２】
本発明の一態様に係るバーナの取付方法は、炉内に酸化剤を供給する酸化剤供給管と、前記酸化剤供給管内の同軸線上に配置され、燃料及び酸化剤を供給する酸化剤燃料供給管と、前記酸化剤供給管を取り囲むように設けられた冷却管と、前記酸化剤供給管と前記冷却管とが固定されるとともに、炉壁に対して着脱可能に固定されるフランジと、を備えているバーナの取付方法であって、前記フランジに前記酸化剤供給管を固定する供給管固定工程と、前記フランジに前記冷却管を固定する冷却管固定工程と、前記供給管固定工程及び前記冷却管固定工程のあとに、前記フランジを前記炉壁に対して着脱可能に固定するフランジ固定工程と、を有し、前記フランジ固定工程により前記酸化剤供給管と前記冷却管の前記炉内に突出する位置を管理する。
【００１３】
上記構成では、酸化剤供給管及び冷却管がフランジに固定されているので、フランジを炉壁に固定するだけで酸化剤供給管及び冷却管をガス化炉の燃焼炉などに設置することができる。また、酸化剤供給管と冷却管とをフランジに固定したあとに、フランジを炉壁に固定するので、酸化剤供給管と冷却管とを所望の相対位置に配置した状態のまま運搬をすることができる。したがって、酸化剤供給管と冷却管とを所望の相対位置に配置する場所と、酸化剤供給管及び冷却管をガス化炉に設置する場所とを同一の場所とする必要が無く、別々の場所とすることができ、酸化剤供給管と冷却管とを所望の相対位置に配置する場所はガス化炉付近である必要が無くなる。よって、ガス化炉に酸化剤供給管及び冷却管を設置する際の作業性を向上させることができる。
また、フランジが着脱可能に炉壁に固定されているので、酸化剤供給管及び冷却管を交換する場合には、フランジを炉壁から簡単に取り外すことができ、簡易に交換を行うことができる。
【００１４】
また、本発明の一態様に係るバーナの取付方法は、前記酸化剤供給管及び前記冷却管が固定された前記フランジを運搬する運搬工程を有し、前記供給管固定工程及び前記冷却管固定工程は、工場で行われ、前記フランジ固定工程は、前記運搬工程のあとに、前記炉壁を有する燃焼炉に前記酸化剤供給管及び前記冷却管を設置する現場で行われてもよい。
【００１５】
上記構成では、工場で酸化剤供給管及び冷却管をフランジに固定され、固定された状態のまま運搬しているので、ガス化炉の燃焼炉などに酸化剤供給管及び冷却管を設置する現場では、フランジを炉壁に固定するだけで酸化剤供給管と冷却管とを所望の相対位置でガス化炉に設置することができる。したがって、現場での酸化剤供給管と冷却管との相対位置を調整する作業を省くことができ、ガス化炉に酸化剤供給管及び冷却管を設置する際の作業性を好適に向上させることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、ガス化炉の燃焼炉などに燃料及び酸化剤を供給するバーナの供給管及び冷却管を設置する際の作業性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係るバーナの縦断面図である。
【図２】図１のバーナの側面図である。
【図３】本発明の実施形態に係るガス化炉の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に、本発明に係るバーナ及びバーナを備えたガス化炉並びにバーナの取付方法の一実施形態について、図１から図３を参照して説明する。
本実施形態に係るバーナは、図３に示されている石炭ガス化炉（ガス化炉）３０等に設けられる。
【００１９】
石炭ガス化炉３０は、鉛直方向に延びて形成されており、鉛直方向の下方側に微粉炭及び酸素が供給され、部分燃焼させてガス化した生成ガスが鉛直方向の下方側から上方側に向かって流通している。石炭ガス化炉３０は、圧力容器１１０と、圧力容器１１０の内部に設けられるガス化炉壁（炉壁）１１１とを有している。そして、石炭ガス化炉３０は、圧力容器１１０とガス化炉壁１１１との間の空間にアニュラス部１１５を形成している。また、石炭ガス化炉３０は、ガス化炉壁１１１の内部の空間において、鉛直方向の下方側（つまり、生成ガスの流通方向の上流側）から順に、コンバスタ部１１６、ディフューザ部１１７、リダクタ部１１８を形成している。
【００２０】
圧力容器１１０は、内部が中空空間となる筒形状に形成され、上端部にガス排出口１２１が形成される一方、下端部（底部）にスラグホッパ１２２が形成されている。ガス化炉壁１１１は、内部が中空空間となる筒形状に形成され、その壁面が圧力容器１１０の内面と対向して設けられている。本実施形態では圧力容器１１０は円筒形状で、ガス化炉壁１１１のディフューザ部１１７も円筒形状に形成されている。そして、ガス化炉壁１１１は、図示しない支持部材により圧力容器１１０内面に連結されている。
【００２１】
ガス化炉壁１１１は、圧力容器１１０の内部を内部空間１５４と外部空間１５６に分離する。ガス化炉壁１１１は、後述するが、横断面形状がコンバスタ部１１６とリダクタ部１１８との間のディフューザ部１１７で変化する形状とされている。ガス化炉壁１１１は、鉛直上方側となるその上端部が、圧力容器１１０のガス排出口１２１に接続され、鉛直下方側となるその下端部が圧力容器１１０の底部と隙間を空けて設けられている。そして、圧力容器１１０の底部に形成されるスラグホッパ１２２には、貯留水が溜められており、ガス化炉壁１１１の下端部が貯留水に浸水することで、ガス化炉壁１１１の内外を封止している。ガス化炉壁１１１には、バーナ１２６、１２７が挿入され、内部空間１５４にシンガスクーラ１０２が配置されている。ガス化炉壁１１１の構造については後述する。
【００２２】
アニュラス部１１５は、圧力容器１１０の内側とガス化炉壁１１１の外側に形成された空間、つまり外部空間１５６であり、空気分離設備４２で分離された不活性ガスである窒素が、図示しない窒素供給ラインを通って供給される。このため、アニュラス部１１５は、窒素が充満する空間となる。なお、このアニュラス部１１５の鉛直方向の上部付近には、ガス化炉１０１内を均圧にするための図示しない炉内均圧管が設けられている。炉内均圧管は、ガス化炉壁１１１の内外を連通して設けられ、ガス化炉壁１１１の内部（コンバスタ部１１６、ディフューザ部１１７及びリダクタ部１１８）と外部（アニュラス部１１５）との圧力差を所定圧力以内となるよう略均圧にしている。
【００２３】
コンバスタ部１１６は、微粉炭及びチャーと空気とを一部燃焼させる空間となっており、コンバスタ部１１６におけるガス化炉壁１１１には、複数のバーナ１２６からなる燃焼装置が配置されている。コンバスタ部１１６で微粉炭及びチャーの一部を燃焼した高温の燃焼ガスは、ディフューザ部１１７を通過してリダクタ部１１８に流入する。
【００２４】
リダクタ部１１８は、ガス化反応に必要な高温状態に維持されコンバスタ部１１６からの燃焼ガスに微粉炭を供給し部分燃焼させて、微粉炭を揮発分（一酸化炭素、水素、低級炭化水素等）へと分解してガス化されて生成ガスを生成する空間となっており、リダクタ部１１８におけるガス化炉壁１１１には、複数のバーナ１２７からなる燃焼装置が配置されている。
【００２５】
シンガスクーラ１０２は、ガス化炉壁１１１の内部に設けられると共に、リダクタ部１１８のバーナ１２７の鉛直方向の上方側に設けられている。シンガスクーラ１０２は熱交換器であり、ガス化炉壁１１１の鉛直方向の下方側（生成ガスの流通方向の上流側）から順に、蒸発器（エバポレータ）１３１、過熱器（スーパーヒータ）１３２、節炭器（エコノマイザ）１３４が配置されている。これらのシンガスクーラ１０２は、リダクタ部１１８において生成された生成ガスと熱交換を行うことで、生成ガスを冷却する。また、蒸発器（エバポレータ）１３１、過熱器（スーパーヒータ）１３２、節炭器（エコノマイザ）１３４は、図に記載されたその数量を限定するものではない。
【００２６】
ここで、ガス化炉３０の動作について説明する。
石炭ガス化炉３０において、リダクタ部１１８のバーナ１２７により窒素と微粉炭が投入されて点火されると共に、コンバスタ部１１６のバーナ１２６により微粉炭及びチャーと圧縮空気（酸素）が投入されて点火される。すると、コンバスタ部１１６では、微粉炭とチャーの燃焼により高温燃焼ガスが発生する。また、コンバスタ部１１６では、微粉炭とチャーの燃焼により高温ガス中で溶融スラグが生成され、この溶融スラグがガス化炉壁１１１へ付着すると共に、炉底へ落下し、最終的にスラグホッパ１２２内の貯水へ排出される。そして、コンバスタ部１１６で発生した高温燃焼ガスは、ディフューザ部１１７を通ってリダクタ部１１８に上昇する。このリダクタ部１１８では、ガス化反応に必要な高温状態に維持されて、微粉炭が高温燃焼ガスと混合し、高温の還元雰囲気において微粉炭を部分燃焼させてガス化反応が行われ、生成ガスが生成される。ガス化した生成ガスが鉛直方向の下方側から上方側に向かって流通する。
【００２７】
次に、本実施形態に係るバーナ２周りの構造について、図１及び図２を用いて詳細に説明する。本実施形態に係るバーナ２は、例えば、石炭ガス化炉３０のコンバスタ部１１６やリダクタ部１２６等の燃焼炉におけるガス化炉壁１１１に設けられるバーナ１２６やバーナ１２７（図３参照）等に適用される。
【００２８】
図３に示すように、石炭ガス化炉３０は、図示しない石炭粉砕機によって微粉化された微粉炭やチャー（石炭の未反応分と灰分）を酸化剤で部分燃焼させて生成ガス（可燃性ガス）を得るものである。本実施形態では、酸化剤として空気を用いる。燃焼炉１は、微粉炭やチャーを燃焼させることによって燃焼熱を生成し、下流側に位置するリダクタ部１１８におけるガス化反応に必要な熱量やスラグを溶融させるための熱量を供給するものである。
【００２９】
上述のように、バーナ２は、燃焼炉１の周囲に複数設けられており、図１及び図２にはそのうちの１つのバーナ２が示されている。バーナ２は、ガス化炉壁１１１（図３参照）に形成された開口部３に挿通されている。ガス化炉壁１１１は、鉛直上下方向に延在して平行に設けられた複数の炉壁管４（図１ではそのうちの１本を図示している）を備えている。炉壁管４内には冷却水が流れるようになっている。ガス化炉壁１１１に形成される開口部３は、炉壁管４の一部を炉外側（図１において右側）にかつ側方に曲成することによって形成されている。
【００３０】
バーナ２は、炉外から炉内にわたって配置される供給管５と、この供給管５の周りに巻回された冷却管６と、供給管５及び冷却管６が固定されている閉止フランジ（フランジ）７とを備えている。
【００３１】
供給管５は、供給管５の外径を構成する空気供給管（酸化剤供給管）８と、空気供給管８の炉外側端部の外周面から該外周面から直交する方向に延びる円環板状の供給管フランジ部１０とを有する。空気供給管８の内部には、空気供給管８と同方向に延び、長手方向の軸中心を共通とする燃料供給管９が設置される。燃料供給管９の炉内側の先端は、空気供給管８の炉内側先端よりも炉内側から後退するように炉外側に位置し、燃料供給管９内には燃料として、微粉炭やチャーが搬送用一次空気とともに図示しない燃料ガス供給ラインより流通するようになっている。また、燃料供給管９の外面と空気供給管８の内面とは離間するように配置され、燃料供給管９の外面と空気供給管８の内面と間の空間には、空気（二次空気）が流通するようになっている。供給管フランジ部１０には、後述する炉外管フランジ部１３とボルト（図示省略）によって固定するためのボルト挿通孔１１が形成されている。供給管５から供給された燃料及び空気によって炉内にて火炎が形成されるようになっている。
【００３２】
空気供給管８の炉外側の端部は、炉外に配置されている炉外管１２に接続される。炉外管１２の外径は、空気供給管８の内径よりわずかに小さな径とされ、炉外管１２の端部が空気供給管８に挿入されることで、空気供給管８と炉外管１２とは接続される。炉外管１２の外周面には、該外周面と直交する方向に延びる円環板状の炉外管フランジ部１３が設けられている。炉外管１２と炉外管フランジ部１３との固定箇所Ａ１は溶接によって固定されている。炉外管フランジ部１３には、供給管フランジ部１０とボルト（図示省略）によって固定するためのボルト挿通孔１４が形成されている。
【００３３】
冷却管６は、内部に冷却水（冷却媒体）が流通するようになっており、第１冷却管１５及び第１冷却管１５よりも炉外側方向に位置する第２冷却管１６を有する。第１冷却管１５は、供給管５（空気供給管８）の外周面に接した状態で、供給管５を螺旋状に取り囲むように配置されている。第１冷却管１５の炉内側の先端部は、供給管５の先端部よりも、出代長さＬ１（図１参照）だけ炉内側に突出するように配置されている。後述するように、バーナ２を閉止フランジ７によりシールボックス２０に固定されている固定部材２２に取り付けた後に、第２冷却管１６は、第１冷却管１５の上流端および下流端に溶接接続されることで連続的に接続されている。すなわち、第１冷却管１５と第２冷却管１６とは、一連の連続した冷却管６とされている。冷却管６は、耐食性及び繰り返しの熱応力による熱疲労に耐える観点から、例えばＮｉ基合金やＮｉ含有合金（インコネル６２５等）によって形成されている。
【００３４】
閉止フランジ７は、図２に示すように、円環板状部材であって、略中心部分に供給管５を挿通するための供給管挿通孔１７が形成されている。閉止フランジ７は耐熱性と耐食性から、例えばステンレス鋼（ＳＵＳ３１６Ｌ等）により形成されている。また、供給管挿通孔１７の外周側には、冷却管６を挿通するための冷却管挿通孔１８が、例えば紙面上下に２つ形成されている。また、冷却管挿通孔１８よりも外周側には、外周に沿うように複数（本実施形態では例えば１６個）のボルト挿通孔１９が形成されている。このボルト挿通孔１９は、後述するシールボックス２０に固定されている固定部材２２と、閉止フランジ７とを固定するための孔である。
【００３５】
炉外側には、炉壁管４によって形成された開口部３を覆うようにシールボックス２０が設けられている。シールボックス２０は例えばステンレス製とされている。シールボックス２０内には、耐火材２１が充填されている。耐火材２１としては、例えばアルミナやシリカが好適に用いられる。これらシールボックス２０及び耐火材２１により、加圧された炉内の圧力を維持するとともに、バーナ２と開口部３との隙間から炉外へ漏出する輻射やスラグが更に外部への漏出を可及的に防止することができる。
【００３６】
シールボックス２０の炉外側の面には、シールボックス２０と閉止フランジ７とを接続する固定部材２２が設けられている。固定部材２２は、シールボックス２０の炉外側の面に設けられた固定箇所Ａ２に溶接固定されて炉外側方向に延びる円筒部２３と、円筒部２３の炉外側端部からシールボックス２０の炉外側の面に延びる固定部材フランジ部２４とを有する。固定部材フランジ部２４には、閉止フランジ７と固定するためのボルト挿通孔２５が形成されている。
【００３７】
次に、本実施形態におけるバーナ２の固定態様について説明する。
バーナ２は閉止フランジ７を基準にして各部位を固定している。閉止フランジ７と供給管５との固定箇所Ａ３は、溶接固定されている。すなわち、閉止フランジ７に形成された供給管挿通孔１７に供給管５（空気供給管８）が挿通された状態で、閉止フランジ７と供給管５の外面とが溶接固定されている。閉止フランジ７と冷却管６との固定箇所Ａ４は、溶接固定されている。すなわち、閉止フランジ７に形成された冷却管挿通孔１８に冷却管６が挿通された状態で、閉止フランジ７と冷却管６（第１冷却管１５）の外面とが溶接固定されている。このように、閉止フランジ７と供給管５及び冷却管６とは、溶接固定によって固定され、一体的な構造となっている。すなわち、閉止フランジ７に対して、供給管５の炉内側先端位置と冷却管６（第１冷却管１５）の炉内側先端部の位置が、固定されている。
【００３８】
閉止フランジ７と固定部材２２とはボルト（図示省略）によって着脱可能に固定される。具体的には、閉止フランジ７に形成されたボルト挿通孔１９と、固定部材フランジ部２４に形成されたボルト挿通孔２５とが重なった状態で、両挿通孔１９，２５を挿通するボルト（図示省略）によって締結固定される。また、供給管５と炉外管１２とはボルト（図示省略）によって着脱可能に固定される。具体的には、供給管フランジ部１０に形成されたボルト挿通孔１１と、炉外管フランジ部１３に形成されたボルト挿通孔１４とが重なった状態で、両挿通孔１１，１４を挿通するボルト（図示省略）によって締結固定されている。
【００３９】
上記構成によるバーナ２は、以下のように使用される。
供給管５の炉内側先端部では、図示しない供給源から供給された燃料及び一次空気が燃料供給管９から噴出し、二次空気が空気供給管８から噴出される。供給管５の炉内側先端から噴出された燃料及び空気は、炉内にて、既に形成されている燃料領域に投入され、所望の燃焼状態が維持される。一方、炉内に形成された火炎による燃焼輻射熱から供給管５を保護するため、冷却管６内に冷却水が流されて、供給管５の炉内側突出部を冷却する。冷却水は図示しない冷却水源から供給され、冷却管６内を流通した後に、外部へ流出される。
【００４０】
次に、本実施形態におけるバーナ２の取付方法について説明する。
本実施形態では、供給管５（空気供給管８）及び冷却管６を閉止フランジ７に固定箇所Ａ３，Ａ４を溶接固定する工程（供給管固定工程及び冷却管固定工程）は工場で行われる。詳細には、第１冷却管１５の炉内側の先端部が、供給管５（空気供給管８）の先端部よりも、所定の出代長さＬ１（図１参照）炉内側に突出するように、供給管５及び冷却管６を閉止フランジ７に位置管理して固定する工程を工場で行う。その後、供給管５及び冷却管６が固定された閉止フランジ７を所定の運搬手段によって、燃焼炉１が設置されている現場に運搬する（運搬工程）。現場では、閉止フランジ７と固定部材２２とをボルト留めし、さらに、供給管５と炉外管１２とをボルト留めすることで、燃焼炉１に供給管５及び冷却管６を設置する（フランジ固定工程）。
その後、第１冷却管１５の上流端および下流端に、第２冷却管１６を溶接固定接続して、冷却管６は連続的に接続される。
また、供給管５において、空気供給管８の内部には、空気供給管８と同方向に延び、長手方向の軸中心を共通として燃料供給管９が設置される。燃料供給管９の炉内側の先端は、空気供給管８の炉内側先端よりも、所定の長さで炉内側から後退する位置になるよう据付けて固定される。この際に、空気供給管８は閉止フランジ７に位置を管理して固定されているので、燃料供給管９の空気供給管８との位置合わせと設置は、従来よりも容易に実施することが可能となる。
【００４１】
本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
本実施形態では、供給管５及び冷却管６が閉止フランジ７に固定されているので、閉止フランジ７をガス化炉壁１１１（図３参照）のシールボックス２０に固定されている固定部材２２に取り付けて固定するだけで供給管５及び冷却管６を燃焼炉１に設置することができる。また、供給管５及び冷却管６は、閉止フランジ７に固定されているので、供給管５と冷却管６とを所望の相対位置に配置した状態のまま運搬をすることができる。これにより、供給管５と冷却管６とを所望の相対位置に配置して固定する場所と、供給管５及び冷却管６を燃焼炉１に設置する場所とを別々の場所とすることができる。
【００４２】
本実施形態では、冷却管６の炉内側の先端部は、供給管５（空気供給管８）の先端部よりも、所定の出代長さＬ１（図１参照）だけ炉内側に突出するように配置して供給管５に対する冷却を行っている。このような構造では、出代長さＬ１を長くすることで供給管５の冷却効果を向上することが出来るが、あまり長くしてしまうと、燃料供給管９から噴出される燃料（微粉炭やチャー）が、冷却管６の突出部分に衝突し、この突出部分において粉粒摩耗を起こし、突出部分を損傷させてしまうおそれがある。したがって、冷却管６の突出部分の出代長さＬ１は、粉粒摩耗を防ぎつつ冷却効果を得られるように、取付位置の精度を高く管理して固定する必要がある。
【００４３】
本実施形態では、供給管５（空気供給管８）及び冷却管６を閉止フランジ７に固定箇所Ａ３，Ａ４を溶接固定する工程を工場で行っている。すなわち、高い精度が求められる冷却管６の突出部分の出代長さＬ１を所望の長さに調整する工程を工場で行なっている。そして、この所望の出代長さＬ１を維持した状態で燃焼炉１が設けられている現場まで運搬している。したがって、燃焼炉１に供給管５及び冷却管６を設置する現場では、閉止フランジ７を固定部材２２に固定するだけで、供給管５と冷却管６とを所望の相対位置で燃焼炉１に設置することができる。よって、現場での冷却管６の突出部分の出代長さＬ１を所望の長さに調整する作業を省くことができる。したがって、燃焼炉１に供給管５及び冷却管６を設置する際の作業性を向上させることができる。
【００４４】
また、閉止フランジ７が着脱可能にガス化炉壁１１１に対して固定されているので、メンテナンス等で供給管５や冷却管６を交換する場合には、着脱可能な閉止フランジ７をガス化炉壁１１１から簡単に取り外すことができ、簡易に交換を行うことができる。
【００４５】
なお、本発明は、上記各実施形態にかかる発明に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、適宜変形が可能である。例えば、本実施形態では、冷却管６の炉内側の先端部は、供給管５の先端部よりも、出代長さＬ１だけ炉内側に突出するように配置されているが、供給管の性耐熱性と冷却効果とを考慮して、冷却管６の炉内側の先端部を炉内側に突出させずに、供給管５の先端部付近に配置してもよい。
【符号の説明】
【００４６】
１      燃焼炉
２      バーナ
５      供給管
６      冷却管
７      閉止フランジ（フランジ）
８      空気供給管（酸化剤供給管）
９      燃料供給管
１０    供給管フランジ部
１２    炉外管
１３    炉外管フランジ部
１５    第１冷却管
１６    第２冷却管
２０    シールボックス
２２    固定部材
２４    固定部材フランジ部
３０    石炭ガス化炉（ガス化炉）
Ｌ１    出代長さ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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