(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
起動時には、ボイラ本体に燃焼用気体供給ラインから空気を導入して燃料の空気燃焼を行い、起動完了後には、前記ボイラ本体に前記燃焼用気体供給ラインから酸素を導入しつつボイラ本体から排出される燃焼排ガスの一部を再循環させて燃料の酸素燃焼を行う酸素燃焼ボイラシステムにおいて、
前記燃焼排ガスの一部を誘引通風機の吐出側における排ガスラインから前記燃焼用気体供給ラインへ導く排ガス再循環手段を備え、
前記排ガス再循環手段は、
前記誘引通風機の吐出側における排ガスラインから分岐して、押込通風機の吸込側における前記燃焼用気体供給ラインに合流接続される排ガス再循環ラインと、
該排ガス再循環ラインの合流接続点より上流側で且つ空気吸込口より下流側における前記燃焼用気体供給ラインに設けられ、空気燃焼から酸素燃焼への移行時に全開から全閉に開度制御される第一切替ダンパと、
前記排ガス再循環ラインに設けられ、空気燃焼から酸素燃焼への移行時に全閉から設定開度に向け段階的に開度制御される第二切替ダンパと、
前記排ガス再循環ラインの分岐点より下流側における排ガスラインに設けられ、空気燃焼から酸素燃焼への移行時に全開から設定開度に開度制御される第三切替ダンパと
を備え、
前記第一切替ダンパを空気燃焼から酸素燃焼への移行時に全開から全閉に開度制御する間、前記排ガス再循環ラインの合流接続点の圧力を負圧に保持するよう構成したことを特徴とする酸素燃焼ボイラシステム。
【請求項２】
起動時には、ボイラ本体に燃焼用気体供給ラインから空気を導入して燃料の空気燃焼を行い、起動完了後には、前記ボイラ本体に前記燃焼用気体供給ラインから酸素を導入しつつボイラ本体から排出される燃焼排ガスの一部を再循環させて燃料の酸素燃焼を行う酸素燃焼ボイラシステムにおいて、
前記燃焼排ガスの一部を誘引通風機の吐出側における排ガスラインから前記燃焼用気体供給ラインへ導く排ガス再循環手段を備え、
前記排ガス再循環手段は、
前記誘引通風機の吐出側における排ガスラインから分岐して、押込通風機の吐出側における前記燃焼用気体供給ラインに合流接続される排ガス再循環ラインと、
該排ガス再循環ラインの合流接続点より上流側で且つ前記押込通風機の吐出側における前記燃焼用気体供給ラインに設けられ、空気燃焼から酸素燃焼への移行時に全開から全閉に開度制御される第一切替ダンパと、
前記押込通風機の吸込側における燃焼用気体供給ラインに設けられ、空気燃焼から酸素燃焼への移行時に設定開度から全閉に開度制御される第一流量調整ダンパと、
前記排ガス再循環ラインに設けられ、空気燃焼から酸素燃焼への移行時に全閉から設定開度に開度制御される第二切替ダンパと、
前記排ガス再循環ラインの分岐点より下流側における排ガスラインに設けられ、空気燃焼から酸素燃焼への移行時に全開から設定開度に開度制御される第三切替ダンパと
を備え、
前記第一流量調整ダンパを空気燃焼から酸素燃焼への移行時に設定開度から全閉に開度制御完了した後に、前記第一切替ダンパを全開から全閉に開度制御するよう構成したことを特徴とする酸素燃焼ボイラシステム。
【請求項３】
起動時には、ボイラ本体に燃焼用気体供給ラインから空気を導入して燃料の空気燃焼を行い、起動完了後には、前記ボイラ本体に前記燃焼用気体供給ラインから酸素を導入しつつボイラ本体から排出される燃焼排ガスの一部を再循環させて燃料の酸素燃焼を行う酸素燃焼ボイラシステムにおいて、
前記燃焼排ガスの一部を誘引通風機の吐出側における排ガスラインから前記燃焼用気体供給ラインへ導く排ガス再循環手段を備え、
前記排ガス再循環手段は、
前記誘引通風機の吐出側における排ガスラインから分岐して、押込通風機の吐出側における前記燃焼用気体供給ラインに合流接続される排ガス再循環ラインと、
該排ガス再循環ラインの合流接続点より上流側で且つ前記押込通風機の吐出側における前記燃焼用気体供給ラインに設けられ、空気燃焼から酸素燃焼への移行時に全開から全閉に開度制御される第一切替ダンパと、
前記押込通風機の吸込側における燃焼用気体供給ラインに設けられ、空気燃焼から酸素燃焼への移行時に設定開度から全閉に開度制御される第一流量調整ダンパと、
前記排ガス再循環ラインに設けられ、空気燃焼から酸素燃焼への移行時に停止状態から設定流量吐出状態に駆動制御される排ガス再循環ファンと、
該排ガス再循環ファンの吐出側における前記排ガス再循環ラインに設けられ、空気燃焼から酸素燃焼への移行時に全閉から設定開度に開度制御される第二切替ダンパと、
前記排ガス再循環ファンの吸込側における排ガス再循環ラインに設けられ、空気燃焼から酸素燃焼への移行時に全閉から設定開度に開度制御される第二流量調整ダンパ
前記排ガス再循環ラインの分岐点より下流側における排ガスラインに設けられ、空気燃焼から酸素燃焼への移行時に全開から設定開度に開度制御される第三切替ダンパと
を備え、
前記第一流量調整ダンパを空気燃焼から酸素燃焼への移行時に設定開度から全閉に開度制御完了した後に、前記第一切替ダンパを全開から全閉に開度制御するよう構成したことを特徴とする酸素燃焼ボイラシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、酸素燃焼ボイラシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球温暖化が地球規模の環境問題として大きく取り上げられ、該地球温暖化は大気中の二酸化炭素（ＣＯ2）の濃度の増加が主要原因の一つであることが明らかにされており、火力発電所等におけるボイラ設備は、これらの物質の固定排出源として注目されているが、ボイラ用の燃料としては、石油、天然ガス、石炭が主に使用されている。
【０００３】
特に、石炭は天然ガス及び石油と比較して炭素含有量が多く、その他、水素、窒素、硫黄等の成分、無機質である灰を含んでいるため、石炭を空気燃焼させると、燃焼排ガスの組成は殆どが窒素（約７０％）となり、その他、二酸化炭素、硫黄酸化物（ＳＯx）、窒素酸化物（ＮＯx）、及び灰分や未燃焼の石炭粒子からなる塵と酸素（約４％）を含んだものとなる。
【０００４】
このため、前記ボイラ設備の場合、燃焼排ガスは脱硝、脱硫、脱塵等の排煙処理を実施し、ＮＯx、ＳＯx、微粒子が環境排出基準値以下になるようにして煙突から大気中に排出している。
【０００５】
前記燃焼排ガスに生じるＮＯxには、空気中の窒素が酸素で酸化されて生成するサーマルＮＯxと、燃料中の窒素が酸化されて生成するフューエルＮＯxとがあるが、従来、サーマルＮＯxの低減には火炎温度を低減する燃焼法が採られ、又、フューエルＮＯxの低減には、燃焼器内にＮＯxを還元する燃料過剰の領域を形成する燃焼法が採られてきた。
【０００６】
一方、前記燃焼排ガス中の二酸化炭素を回収する方法としては、従来よりアミン等の吸収液中に吸収させる手法や、固体吸着剤に吸着させる吸着法、或いは膜分離法等が検討されているが、いずれも変換効率が低く、実用化には至っていない。
【０００７】
そこで、前記燃焼排ガス中の二酸化炭素の分離とサーマルＮＯxの抑制の問題を同時に達成する有効な手法としては、空気に代えて酸素で燃料を燃焼させる手法が提案されており、石炭等の燃料を酸素で燃焼させると、サーマルＮＯxの発生は無くなると共に、燃焼排ガスは、そのほとんどが二酸化炭素となり、その他、フューエルＮＯx、ＳＯxを含んだガスとなるため、燃焼排ガスを冷却することにより、前記二酸化炭素を液化して分離することが比較的容易になる。
【０００８】
しかしながら、前記石炭等の燃料を酸素で燃焼させた場合には火炎温度が高くなり、ボイラ本体を構成する材料の耐熱性や寿命向上を図る必要があるといった技術的課題が生じており、この問題を解決する一つの対策としては、ボイラ本体から排出されて排煙処理された燃焼排ガスの一部を分岐し、該分岐した燃焼排ガスをボイラ本体に供給する空気或いは酸素等の燃焼用気体に混合させるようにした、いわゆる排ガス再循環が知られている。
【０００９】
図７は従来の酸素燃焼ボイラシステムの一例を示すものであって、１はボイラ本体、２はボイラ本体１に空気或いは酸素等の燃焼用気体を供給する燃焼用気体供給ライン、３は燃焼用気体供給ライン２の上流端に設けられた空気吸込口、４は燃焼用気体供給ライン２に設けられた押込通風機、５はボイラ本体１から排出される燃焼排ガスが流通する排ガスライン、６は排ガスライン５に設けられ且つ燃焼排ガスの脱硝、脱硫、脱塵を行う排煙処理装置、７は排ガスライン５に設けられた誘引通風機、８は誘引通風機７の吸込側における排ガスライン５と押込通風機４の吸込側における燃焼用気体供給ライン２とをつなぐ排ガス再循環ラインであり、該排ガス再循環ライン８の合流接続点より上流側における燃焼用気体供給ライン２に第一切替ダンパＤ１を設けると共に、前記排ガス再循環ライン８に第二切替ダンパＤ２を設けてある。
【００１０】
図７に示される酸素燃焼ボイラシステムにおいては、起動時には、図８に示される如く、第一切替ダンパＤ１を全開、第二切替ダンパＤ２を全閉とした状態で、押込通風機４並びに誘引通風機７を駆動し、通常のボイラと同様に、ボイラ本体１に燃焼用気体供給ライン２の上流端の空気吸込口３から空気を導入して燃料の空気燃焼を行い、ボイラ本体１から排出される燃焼排ガスは、排煙処理装置６で脱硝、脱硫、脱塵を行った後、図示していない煙突から大気放出し、起動完了後には、図８に示される如く、ｔ1からｔ2の間で、第一切替ダンパＤ１を全開から絞り込んで全閉とすると共に、第二切替ダンパＤ２を全閉から開度を拡げて全開とし、前記ボイラ本体１に前記燃焼用気体供給ライン２から酸素を導入しつつボイラ本体１から排出される燃焼排ガスの一部を排ガス再循環ライン８を介し燃焼用気体供給ライン２へ再循環させて燃料の酸素燃焼を行い、これにより、燃焼排ガス中の二酸化炭素濃度を高め、ボイラ本体１から排出される燃焼排ガスは、前述と同様、排煙処理装置６で脱硝、脱硫、脱塵を行った後、誘引通風機７の下流側に設けられた図示していないＣＯ2回収設備において二酸化炭素を回収し、該二酸化炭素を回収した燃焼排ガスを前記煙突から大気放出するようになっている。
【００１１】
尚、前述の如き酸素燃焼ボイラシステムと関連する一般的技術水準を示すものとしては、例えば、特許文献１がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特許第４１６１５１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
ところで、図７に示される酸素燃焼ボイラシステムにおいては、空気燃焼から酸素燃焼への移行時に、図８に示される如く、第一切替ダンパＤ１と第二切替ダンパＤ２の開度制御を行えば、排ガス再循環ライン８の燃焼用気体供給ライン２に対する合流接続点での圧力が正圧若しくはゼロ近傍圧力になることが避けられ、過渡的な変動時にも再循環させるべき燃焼排ガスが空気吸込口３へ逆流してしまう心配はない。
【００１４】
しかしながら、図７に示される酸素燃焼ボイラシステムにおいては、前述の如く、誘引通風機７の吸込側における排ガスライン５から排ガス再循環ライン８を分岐させているため、空気燃焼から酸素燃焼に移行した場合、誘引通風機７を流れる燃焼排ガスの流量が空気燃焼時のおよそ２０〜３０［％］まで大幅に低下し、誘引通風機７のターンダウンが困難となり、インバータ制御やファン特性の見直しを行う必要が生じるという欠点を有していた。
【００１５】
本発明は、斯かる実情に鑑み、空気燃焼から酸素燃焼への移行時に燃焼排ガスを空気吸込口へ逆流させることなく確実に再循環させることができ、且つ誘引通風機のターンダウンの問題を回避し得る酸素燃焼ボイラシステムを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、起動時には、ボイラ本体に燃焼用気体供給ラインから空気を導入して燃料の空気燃焼を行い、起動完了後には、前記ボイラ本体に前記燃焼用気体供給ラインから酸素を導入しつつボイラ本体から排出される燃焼排ガスの一部を再循環させて燃料の酸素燃焼を行う酸素燃焼ボイラシステムにおいて、
前記燃焼排ガスの一部を誘引通風機の吐出側における排ガスラインから前記燃焼用気体供給ラインへ導く排ガス再循環手段を備え、
前記排ガス再循環手段は、
前記誘引通風機の吐出側における排ガスラインから分岐して、押込通風機の吸込側における前記燃焼用気体供給ラインに合流接続される排ガス再循環ラインと、
該排ガス再循環ラインの合流接続点より上流側で且つ空気吸込口より下流側における前記燃焼用気体供給ラインに設けられ、空気燃焼から酸素燃焼への移行時に全開から全閉に開度制御される第一切替ダンパと、
前記排ガス再循環ラインに設けられ、空気燃焼から酸素燃焼への移行時に全閉から設定開度に向け段階的に開度制御される第二切替ダンパと、
前記排ガス再循環ラインの分岐点より下流側における排ガスラインに設けられ、空気燃焼から酸素燃焼への移行時に全開から設定開度に開度制御される第三切替ダンパと
を備え、
前記第一切替ダンパを空気燃焼から酸素燃焼への移行時に全開から全閉に開度制御する間、前記排ガス再循環ラインの合流接続点の圧力を負圧に保持するよう構成したことを特徴とする酸素燃焼ボイラシステムにかかるものである。
【００１７】
上記手段によれば、以下のような作用が得られる。
【００１８】
前述の如く構成すると、空気燃焼から酸素燃焼への移行時に、排ガス再循環手段により、再循環させるべき燃焼排ガスが空気吸込口へ逆流しないようにすることは可能であると共に、排ガス再循環手段により燃焼排ガスの一部は誘引通風機の吐出側における排ガスラインから燃焼用気体供給ラインへ導かれるため、空気燃焼から酸素燃焼に移行した場合、誘引通風機を流れる燃焼排ガスの流量が空気燃焼時と比較して大幅に低下することはなく、空気燃焼時と酸素燃焼時とで誘引通風機には同量の燃焼排ガスが流通することから、該誘引通風機のターンダウンが困難となる心配はなく、インバータ制御やファン特性の見直しを行う必要もない。
【００２０】
又、本発明は、起動時には、ボイラ本体に燃焼用気体供給ラインから空気を導入して燃料の空気燃焼を行い、起動完了後には、前記ボイラ本体に前記燃焼用気体供給ラインから酸素を導入しつつボイラ本体から排出される燃焼排ガスの一部を再循環させて燃料の酸素燃焼を行う酸素燃焼ボイラシステムにおいて、
前記燃焼排ガスの一部を誘引通風機の吐出側における排ガスラインから前記燃焼用気体供給ラインへ導く排ガス再循環手段を備え、
前記排ガス再循環手段は、
前記誘引通風機の吐出側における排ガスラインから分岐して、押込通風機の吐出側における前記燃焼用気体供給ラインに合流接続される排ガス再循環ラインと、
該排ガス再循環ラインの合流接続点より上流側で且つ前記押込通風機の吐出側における前記燃焼用気体供給ラインに設けられ、空気燃焼から酸素燃焼への移行時に全開から全閉に開度制御される第一切替ダンパと、
前記押込通風機の吸込側における燃焼用気体供給ラインに設けられ、空気燃焼から酸素燃焼への移行時に設定開度から全閉に開度制御される第一流量調整ダンパと、
前記排ガス再循環ラインに設けられ、空気燃焼から酸素燃焼への移行時に全閉から設定開度に開度制御される第二切替ダンパと、
前記排ガス再循環ラインの分岐点より下流側における排ガスラインに設けられ、空気燃焼から酸素燃焼への移行時に全開から設定開度に開度制御される第三切替ダンパと
を備え、
前記第一流量調整ダンパを空気燃焼から酸素燃焼への移行時に設定開度から全閉に開度制御完了した後に、前記第一切替ダンパを全開から全閉に開度制御するよう構成したことを特徴とする酸素燃焼ボイラシステムにかかるものである。
【００２１】
更に又、本発明は、起動時には、ボイラ本体に燃焼用気体供給ラインから空気を導入して燃料の空気燃焼を行い、起動完了後には、前記ボイラ本体に前記燃焼用気体供給ラインから酸素を導入しつつボイラ本体から排出される燃焼排ガスの一部を再循環させて燃料の酸素燃焼を行う酸素燃焼ボイラシステムにおいて、
前記燃焼排ガスの一部を誘引通風機の吐出側における排ガスラインから前記燃焼用気体供給ラインへ導く排ガス再循環手段を備え、
前記排ガス再循環手段は、
前記誘引通風機の吐出側における排ガスラインから分岐して、押込通風機の吐出側における前記燃焼用気体供給ラインに合流接続される排ガス再循環ラインと、
該排ガス再循環ラインの合流接続点より上流側で且つ前記押込通風機の吐出側における前記燃焼用気体供給ラインに設けられ、空気燃焼から酸素燃焼への移行時に全開から全閉に開度制御される第一切替ダンパと、
前記押込通風機の吸込側における燃焼用気体供給ラインに設けられ、空気燃焼から酸素燃焼への移行時に設定開度から全閉に開度制御される第一流量調整ダンパと、
前記排ガス再循環ラインに設けられ、空気燃焼から酸素燃焼への移行時に停止状態から設定流量吐出状態に駆動制御される排ガス再循環ファンと、
該排ガス再循環ファンの吐出側における前記排ガス再循環ラインに設けられ、空気燃焼から酸素燃焼への移行時に全閉から設定開度に開度制御される第二切替ダンパと、
前記排ガス再循環ファンの吸込側における排ガス再循環ラインに設けられ、空気燃焼から酸素燃焼への移行時に全閉から設定開度に開度制御される第二流量調整ダンパ
前記排ガス再循環ラインの分岐点より下流側における排ガスラインに設けられ、空気燃焼から酸素燃焼への移行時に全開から設定開度に開度制御される第三切替ダンパと
を備え、
前記第一流量調整ダンパを空気燃焼から酸素燃焼への移行時に設定開度から全閉に開度制御完了した後に、前記第一切替ダンパを全開から全閉に開度制御するよう構成したことを特徴とする酸素燃焼ボイラシステムにかかるものである。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の酸素燃焼ボイラシステムによれば、空気燃焼から酸素燃焼への移行時に燃焼排ガスを空気吸込口へ逆流させることなく確実に再循環させることができ、且つ誘引通風機のターンダウンの問題を回避し得るという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の酸素燃焼ボイラシステムの第一実施例を示す全体概要構成図である。
【図２】本発明の酸素燃焼ボイラシステムの第一実施例における各ダンパ開度並びに合流接続点圧力を示す線図である。
【図３】本発明の酸素燃焼ボイラシステムの第二実施例を示す全体概要構成図である。
【図４】本発明の酸素燃焼ボイラシステムの第二実施例における各ダンパ開度を示す線図である。
【図５】本発明の酸素燃焼ボイラシステムの第三実施例を示す全体概要構成図である。
【図６】本発明の酸素燃焼ボイラシステムの第三実施例における各ダンパ開度並びに排ガス再循環ファン流量を示す線図である。
【図７】従来の酸素燃焼ボイラシステムの一例を示す全体概要構成図である。
【図８】従来の酸素燃焼ボイラシステムの一例における各ダンパ開度を示す線図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
【００２５】
図１及び図２は本発明の酸素燃焼ボイラシステムの第一実施例であって、図中、図７及び図８と同一の符号を付した部分は同一物を表わしており、基本的な構成は図７及び図８に示す従来のものと同様であるが、本第一実施例の特徴とするところは、図１及び図２に示す如く、燃焼排ガスの一部を誘引通風機７の吐出側における排ガスライン５から燃焼用気体供給ライン２へ導く排ガス再循環手段９を備えた点にある。
【００２６】
本第一実施例の場合、前記排ガス再循環手段９は、前記誘引通風機７の吐出側における排ガスライン５から排ガス再循環ライン８を分岐させて押込通風機４の吸込側における前記燃焼用気体供給ライン２に合流接続させ、該排ガス再循環ライン８の合流接続点より上流側で且つ空気吸込口３より下流側における前記燃焼用気体供給ライン２に、空気燃焼から酸素燃焼への移行時に図２に示すｔ1からｔ2の間で全開から全閉に開度制御される第一切替ダンパＤ１を設け、前記排ガス再循環ライン８に、空気燃焼から酸素燃焼への移行時に図２に示すｔ1からｔ2の間で全閉から設定開度ｘに向け段階的に開度制御される第二切替ダンパＤ２を設け、前記排ガス再循環ライン８の分岐点より下流側における排ガスライン５に、空気燃焼から酸素燃焼への移行時に図２に示すｔ1からｔ2の間で全開から設定開度ｙに開度制御される第三切替ダンパＤ３を設け、前記第一切替ダンパＤ１を空気燃焼から酸素燃焼への移行時に図２に示すｔ1からｔ2の間で全開から全閉に開度制御する間、前記排ガス再循環ライン８の燃焼用気体供給ライン２に対する合流接続点の圧力を負圧に保持するよう構成してある。
【００２７】
次に、上記第一実施例の作用を説明する。
【００２８】
前述の如く構成すると、空気燃焼から酸素燃焼への移行時には、図２に示すｔ1からｔ2の間で、排ガス再循環手段９の第一切替ダンパＤ１が全開から全閉に開度制御され、第二切替ダンパＤ２が全閉から設定開度ｘに向け段階的に開度制御され、第三切替ダンパＤ３が全開から設定開度ｙに開度制御され、これにより、ボイラ本体１に燃焼用気体供給ライン２から酸素が導入されつつ該ボイラ本体１から排出される燃焼排ガスの一部が排ガス再循環ライン８を介し燃焼用気体供給ライン２へ再循環されて燃料の酸素燃焼が行われるが、前記第一切替ダンパＤ１が全開から全閉に開度制御される間、前記排ガス再循環ライン８の燃焼用気体供給ライン２に対する合流接続点の圧力は、図２に示す如く、前記第二切替ダンパＤ２の全閉から設定開度ｘに向けての段階的な開度制御によって、ジグザク状に変動するものの負圧に保持される形となり、前記排ガス再循環手段９により、再循環させるべき燃焼排ガスが空気吸込口３へ逆流しないようにすることが可能となる。
【００２９】
しかも、前記排ガス再循環手段９の排ガス再循環ライン８は、前記誘引通風機７の吐出側における排ガスライン５から分岐させて押込通風機４の吸込側における前記燃焼用気体供給ライン２に合流接続させてあり、燃焼排ガスの一部は誘引通風機７の吐出側における排ガスライン５から燃焼用気体供給ライン２へ導かれるため、空気燃焼から酸素燃焼に移行した場合、誘引通風機７を流れる燃焼排ガスの流量が空気燃焼時と比較して大幅に低下することはなく、空気燃焼時と酸素燃焼時とで誘引通風機７には同量の燃焼排ガスが流通することから、該誘引通風機７のターンダウンが困難となる心配はなく、インバータ制御やファン特性の見直しを行う必要もない。
【００３０】
こうして、空気燃焼から酸素燃焼への移行時に燃焼排ガスを空気吸込口３へ逆流させることなく確実に再循環させることができ、且つ誘引通風機７のターンダウンの問題を回避し得る。
【００３１】
図３及び図４は本発明の酸素燃焼ボイラシステムの第二実施例であって、図中、図１及び図２と同一の符号を付した部分は同一物を表わしており、基本的な構成は図１及び図２に示す第一実施例と同様であるが、本第二実施例の特徴とするところは、図３及び図４に示す如く、前記誘引通風機７の吐出側における排ガスライン５から分岐させた排ガス再循環ライン８を押込通風機４の吐出側における燃焼用気体供給ライン２に合流接続させ、該排ガス再循環ライン８の合流接続点より上流側で且つ前記押込通風機４の吐出側における前記燃焼用気体供給ライン２に、第一切替ダンパＤ１を設け、前記押込通風機４の吸込側における燃焼用気体供給ライン２に、空気燃焼から酸素燃焼への移行時に図４に示すｔ1からｔ2の間で設定開度ｘ´から全閉に開度制御される第一流量調整ダンパｃ１を設け、前記排ガス再循環ライン８に、空気燃焼から酸素燃焼への移行時に図４に示すｔ1からｔ2の間で全閉から設定開度ｘに開度制御される第二切替ダンパＤ２を設け、前記排ガス再循環ライン８の分岐点より下流側における排ガスライン５に、空気燃焼から酸素燃焼への移行時に図４に示すｔ1からｔ2の間で全開から設定開度ｙに開度制御される第三切替ダンパＤ３を設けることにより、前記排ガス再循環手段９を構成し、前記第一流量調整ダンパｃ１を空気燃焼から酸素燃焼への移行時に図４に示すｔ1からｔ2の間で設定開度ｘ´から全閉に開度制御完了した後に、前記第一切替ダンパＤ１を全開から全閉に開度制御するよう構成した点にある。
【００３２】
次に、上記第二実施例の作用を説明する。
【００３３】
前述の如く構成すると、空気燃焼から酸素燃焼への移行時には、図４に示すｔ1からｔ2の間で、排ガス再循環手段９の第一切替ダンパＤ１が全開のまま、第一流量調整ダンパｃ１が設定開度ｘ´から全閉に開度制御され、第二切替ダンパＤ２が全閉から設定開度ｘに開度制御され、第三切替ダンパＤ３が全開から設定開度ｙに開度制御され、これにより、ボイラ本体１に燃焼用気体供給ライン２から酸素が導入されつつ該ボイラ本体１から排出される燃焼排ガスの一部が排ガス再循環ライン８を介し燃焼用気体供給ライン２へ再循環されて燃料の酸素燃焼が行われるが、前記誘引通風機７の吐出側における排ガスライン５から分岐させた排ガス再循環ライン８を押込通風機４の吐出側における燃焼用気体供給ライン２に合流接続させているため、前記排ガス再循環手段９により、再循環させるべき燃焼排ガスが空気吸込口３へ逆流しないようにすることが可能となる。
【００３４】
しかも、前記排ガス再循環手段９の排ガス再循環ライン８は、前記誘引通風機７の吐出側における排ガスライン５から分岐させて押込通風機４の吐出側における燃焼用気体供給ライン２に合流接続させてあり、燃焼排ガスの一部は誘引通風機７の吐出側における排ガスライン５から燃焼用気体供給ライン２へ導かれるため、空気燃焼から酸素燃焼に移行した場合、誘引通風機７を流れる燃焼排ガスの流量が空気燃焼時と比較して大幅に低下することはなく、空気燃焼時と酸素燃焼時とで誘引通風機７には同量の燃焼排ガスが流通することから、該誘引通風機７のターンダウンが困難となる心配はなく、インバータ制御やファン特性の見直しを行う必要もない。
【００３５】
又、前記第一流量調整ダンパｃ１が設定開度ｘ´から全閉に開度制御完了し、空気流量が絞られた後に、図４のｔ2の時点より前記第一切替ダンパＤ１が全開から全閉に開度制御されることから、該第一切替ダンパＤ１への物理的衝撃を小さくすることが可能となる。
【００３６】
こうして、図３及び図４に示す第二実施例においても、図１及び図２に示す第一実施例と同様、空気燃焼から酸素燃焼への移行時に燃焼排ガスを空気吸込口３へ逆流させることなく確実に再循環させることができ、且つ誘引通風機７のターンダウンの問題を回避し得る。
【００３７】
図５及び図６は本発明の酸素燃焼ボイラシステムの第三実施例であって、図中、図３及び図４と同一の符号を付した部分は同一物を表わしており、基本的な構成は図３及び図４に示す第二実施例と同様であるが、本第三実施例の特徴とするところは、図５及び図６に示す如く、前記排ガス再循環ライン８に、空気燃焼から酸素燃焼への移行時に図６に示すｔ1からｔ1´の間で全閉から設定開度ｘに開度制御される第二切替ダンパＤ２を設け、該第二切替ダンパＤ２より上流側における前記排ガス再循環ライン８に、空気燃焼から酸素燃焼への移行時に図６に示すｔ1´からｔ2の間で停止状態から設定流量ｚ吐出状態に駆動制御される排ガス再循環ファン１０を設け、該排ガス再循環ファン１０の吸込側における排ガス再循環ライン８に、空気燃焼から酸素燃焼への移行時に図６に示すｔ1´からｔ2の間で全閉から設定開度ｘに開度制御される第二流量調整ダンパｃ２を設け、前記第一流量調整ダンパｃ１を空気燃焼から酸素燃焼への移行時に図６に示すｔ1´からｔ2の間で設定開度ｘ´から全閉に開度制御完了した後に、前記第一切替ダンパＤ１を全開から全閉に開度制御するよう構成した点にある。
【００３８】
本第三実施例の場合、前記排ガス再循環ライン８の分岐点より下流側における排ガスライン５に設けられる第三切替ダンパＤ３は、空気燃焼から酸素燃焼への移行時に図６に示すｔ1´からｔ2の間で全開から設定開度ｙに開度制御するようにしてある。
【００３９】
尚、前記第二切替ダンパＤ２は、空気燃焼から酸素燃焼への移行時に図６の仮想線で示す如くｔ1´から開き始めるようにすることも可能である。
【００４０】
次に、上記第三実施例の作用を説明する。
【００４１】
前述の如く構成すると、空気燃焼から酸素燃焼への移行時には、図６に示すｔ1からｔ2の間で、排ガス再循環手段９の第一切替ダンパＤ１が全開のまま、先ず、第二切替ダンパＤ２が図６に示すｔ1からｔ1´の間で全閉から設定開度ｘに開度制御され、続いて、図６に示すｔ1´からｔ2の間で、第一流量調整ダンパｃ１が設定開度ｘ´から全閉に開度制御され、第二流量調整ダンパｃ２が全閉から設定開度ｘに開度制御され、排ガス再循環ファン１０が停止状態から設定流量ｚ吐出状態に駆動制御され、第三切替ダンパＤ３が全開から設定開度ｙに開度制御され、これにより、ボイラ本体１に燃焼用気体供給ライン２から酸素が導入されつつ該ボイラ本体１から排出される燃焼排ガスの一部が排ガス再循環ライン８を介し排ガス再循環ファン１０の駆動により燃焼用気体供給ライン２へ再循環されて燃料の酸素燃焼が行われるが、前記誘引通風機７の吐出側における排ガスライン５から分岐させた排ガス再循環ライン８を押込通風機４の吐出側における燃焼用気体供給ライン２に合流接続させているため、前記排ガス再循環手段９により、再循環させるべき燃焼排ガスが空気吸込口３へ逆流しないようにすることが可能となる。
【００４２】
しかも、前記排ガス再循環手段９の排ガス再循環ライン８は、図３及び図４に示す第二実施例と同様、前記誘引通風機７の吐出側における排ガスライン５から分岐させて押込通風機４の吐出側における燃焼用気体供給ライン２に合流接続させてあり、燃焼排ガスの一部は誘引通風機７の吐出側における排ガスライン５から燃焼用気体供給ライン２へ導かれるため、空気燃焼から酸素燃焼に移行した場合、誘引通風機７を流れる燃焼排ガスの流量が空気燃焼時と比較して大幅に低下することはなく、空気燃焼時と酸素燃焼時とで誘引通風機７には同量の燃焼排ガスが流通することから、該誘引通風機７のターンダウンが困難となる心配はなく、インバータ制御やファン特性の見直しを行う必要もない。
【００４３】
又、前記第一流量調整ダンパｃ１が設定開度ｘ´から全閉に開度制御完了し、空気流量が絞られた後に、図６のｔ2の時点より前記第一切替ダンパＤ１が全開から全閉に開度制御されることから、該第一切替ダンパＤ１への物理的衝撃を小さくすることが可能となる。
【００４４】
こうして、図５及び図６に示す第三実施例においても、図３及び図４に示す第二実施例と同様、空気燃焼から酸素燃焼への移行時に燃焼排ガスを空気吸込口３へ逆流させることなく確実に再循環させることができ、且つ誘引通風機７のターンダウンの問題を回避し得る。
【００４５】
尚、本発明の酸素燃焼ボイラシステムは、上述の実施例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００４６】
１    ボイラ本体
２    燃焼用気体供給ライン
３    空気吸込口
４    押込通風機
５    排ガスライン
７    誘引通風機
８    排ガス再循環ライン
９    排ガス再循環手段
１０    排ガス再循環ファン
Ｄ１    第一切替ダンパ
Ｄ２    第二切替ダンパ
Ｄ３    第三切替ダンパ
ｃ１    第一流量調整ダンパ
ｃ２    第二流量調整ダンパ
ｘ    設定開度
ｘ´  設定開度
ｙ    設定開度
ｚ    設定流量
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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