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1. (WO2018150991) BURNER, GASIFICATION FURNACE PROVIDED WITH BURNER, AND BURNER ATTACHING METHOD
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明 細 書

発明の名称 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

技術分野

0001  

背景技術

0002  

先行技術文献

特許文献

0003  

発明の概要

発明が解決しようとする課題

0004   0005   0006  

課題を解決するための手段

0007   0008   0009   0010   0011   0012   0013   0014   0015  

発明の効果

0016  

図面の簡単な説明

0017  

発明を実施するための形態

0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045  

符号の説明

0046  

請求の範囲

1   2   3   4   5  

図面

1   2   3  

明 細 書

発明の名称 : 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

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る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酸化剤供給管及び冷却管をガス化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118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

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。

図面

[ 図 1]

[ 図 2]

[ 図 3]