燃料供给管道的燃料分配装置和具备该燃料分配装置的燃料供给装置

摘要

在将固体燃料和输送用气体的混合流体供给到设置于炉膛的壁面上的一个以上的燃烧嘴中的燃料供给管道上设置分支部，在从该分支部分成多个的分支管道上连接分别与之对应的燃烧嘴。另外，在分支部的上游一侧的燃料供给管道内配置能改变相对混合流体的流动方向的倾斜角度的风门，以使供给到各分支管道的混合流体中的固体燃料的浓度相互产生偏差，制成燃料供给管道的燃料分配装置。调整上述风门的倾斜角度，提高特定的燃烧嘴的混合流体中的固体燃料浓度。供给高浓度的固体燃料的燃烧嘴，在低负荷运转时，能获得良好的燃烧稳定性能和燃烧着的火焰的稳定燃烧性能。

说明书

技术领域

本发明涉及一种燃料供给管道的燃料分配装置和具备该燃料分配装置的燃料供给装置以及具备该燃料供给装置的燃烧装置，尤其涉及适合于改善褐煤焚烧锅炉的燃烧性能的燃料供给管道的燃料分配装置。

背景技术

图20所示是现有锅炉用的褐煤燃烧系统的一个例子。褐煤燃烧系统和锅炉结构由以下部分构成：煤斗1和粉碎从该煤斗1供给的煤的磨机3；输送由从该磨机3供给的煤粒子和煤粒子输送用气体构成的混合流体(以下，有时将煤粒子称为微粉煤，将煤粒子和煤粒子输送用气体的混合物称为混合流体或固气二相流)的燃料供给管道4；与该燃料供给管道4的前端部连接的燃烧嘴5；将该燃烧嘴5设置在侧壁上的炉膛8；用于将在上述燃烧嘴5燃烧的煤粒子的燃烧废气作为煤粒子的输送用气体的、连接炉膛8的壁面开口部和磨机3的废气管道6；设置在上述炉膛8内的传热管9等。

块状的煤A用设置在煤斗1的下部的装煤机2打碎，连续地供给到磨机3。磨机3虽然大多采用所谓的扇形磨机，但，磨机3的结构并不限定于扇形磨机。

在磨机3用从炉膛8经由废气管道6导入的氧浓度不足21％的高温废气B对煤进行干燥，同时进行粉碎。粉碎粒状煤之后获得的煤粒子(微粉煤)和废气的混合流体C，通过燃料供给管道4供给到在炉膛8的侧壁的纵向上设有多层的燃烧嘴5。供给到燃烧嘴5的煤粒子在炉膛8内燃烧，形成火焰，用其辐射热，由设置在炉膛侧壁以及炉膛上部的传热管9进行热吸收，使其产生蒸汽。

混合流体C从燃料供给管道4分配到设置在炉膛8的侧壁上的多层的燃烧嘴5，而燃烧嘴5的层数大多设置2～4层。另外，这些多层的燃烧嘴5，大多与各磨机3(锅炉每1个汽锅设置多个磨机)对应沿铅垂方向配置在炉膛8的侧壁上。其理由是由于扇形磨机3的排出压力比通常的离心式风机等低。即，是因为由于必须降低燃料供给管道4的压力损失，简化燃料供给管道4，且使总长不会大于所需要的长度，所以，与水平方向配置燃烧嘴组的情况相比，沿铅垂方向配置较为有利。

以下，对图20所示的锅炉炉膛8中的燃烧方法的一个例子进行说明。

例如，在锅炉处于低负荷时，虽然降低了供向燃烧嘴5的煤A的量，但为了稳定地从磨机3向燃烧嘴5输送用磨机3粉碎煤A获得的煤粒子，要使在燃料供给管道4内的煤粒子输送用气体(锅炉废气)的流速不会低于稳定输送煤粒子所需要的最低流速，要确保一定的流速。因此，在锅炉处于低负荷时，降低供向燃烧嘴5的混合流体C中的煤粒子浓度，有时燃烧嘴5的燃料燃烧性能变得不稳定。

作为其对策，可暂时停止多台磨机3中的一部分(切断磨机，例如将4台变成2台。)，同时想办法分别改变供给到各层的每个燃烧嘴5的混合流体中的煤粒子(微粉煤)浓度。

众所周知，作为向燃烧嘴5输送煤的燃料供给管道4内的燃料浓缩技术，存在图27、图28和图29所示的现有技术。这些燃料浓缩技术，是调整分别供向上层和下层的燃烧嘴的煤粒子浓度。

图27所示的例子，是在混合流体C的流道的上游一侧设置大直径的燃料供给用的燃料供给管道(主管道)4，在该主管道4的下游一侧设置小直径的燃料供给管道(分支管道)102，插入该燃料供给管道(分支管道)102，将混合流体C的流道分成2个管道，在各分支管道的前端部连接下层燃烧嘴501和上层燃烧嘴502。图27所示的结构，是在小直径的分支管道102的基部开口部上游一侧的大直径的主管道4的内部设置圆锥状的偏流器105，利用煤粒子的惯性力，将煤粒子集中到大直径的主管道4内壁面一侧，使供向下层燃烧嘴501的煤粒子的浓度比供向上层燃烧嘴502的煤粒子的浓度高。

图28所示的例子，是将燃料供给管道(主管道)4分成三个，在分开的各分支管道107、108和109的前端分别设有上层燃烧嘴503、中层燃烧嘴504和下层燃烧嘴505，在三个分支管道107～109内分别设有分配器(风门)115～117，用风门115～117的倾斜角度调整各分支管道107～109内的混合流体C的流动阻力，控制混合流体的流量。

图29所示的例子，是不改变从磨机3输送过去的燃料供给用的主管道4的横截面面积，连接到上层燃烧嘴506上，在其中途设置与下层燃烧嘴507连通的分支管道121，该现有技术具有用煤粒子具有的惯性力提高供向上层燃烧嘴506的混合流体C中的煤粒子浓度的效果。

上述图27～图29所示的现有技术的燃烧嘴501～507和与该燃烧嘴501～507连接的燃料供给管道存在的问题是，不能调整附属于主管道4的分支管道内的混合流体C中的煤浓度。在图28所示的分成三部分的各分支管道107～109内分别设有风门115～117，虽然在各分支管道107～109内能改变由煤粒子和其输送用气体构成的混合流体C的流动阻力，但不能有选择地仅仅改变煤粒子浓度。

另外，由于在图27和图29所示的燃料供给管道未配置风门和与之类似的调整流道开度的部件，所以，不能根据锅炉的负荷变化等情况任意地调整供向附属于主管道4的分支管道102、121内的混合流体中的煤粒子的浓度。

另外，也存在难以调整从上述现有技术的扇形磨机3将混合流体C供给到锅炉炉膛8的各层的燃烧嘴5的燃料供给管道(主管道)4中的煤粒子浓度的分布的问题。

在扇形磨机3出口部附近的主管道4中，其横截面内的各单位面积的煤粒子浓度不一定均匀，大多具有浓度分布。这是由于煤粒子是靠配置在扇形磨机3内的、高速旋转着的风扇叶片16的离心力引导到主管道4的缘故。虽然图21示出了扇形磨机3中的煤的流动状态，但供给到扇形磨机3的煤在通过与风扇叶片16冲撞被粉碎变细之后，煤粒子靠由于风扇叶片16的旋转产生的离心力被推到扇形磨机3的壳体17内壁一侧。其结果是，在扇形磨机3的出口部附近的主管道4内，由固气二相流构成的混合流体的煤粒子浓度产生偏差，在主管道4的横截面方向产生具有高浓度的煤粒子的气流d和具有非高浓度的煤粒子的气流d′(以下有时将此称为固气二相流的偏流。)。

风扇叶片16的离心力与由扇形磨机3的配置位置和燃料供给管道4的结构等决定的主要参数密切相关，在运用煤燃烧系统之前，难以根据扇形磨机3和燃烧嘴5的结构的不同，分别掌控煤粒子浓度的分布。

另外，为了使输送到锅炉炉膛8的燃烧嘴5的煤粒子的粒度变细，在将图22所示的分级器18设置在扇形磨机3的出口部的主管道4上的情况下，在与分级器18的下游部连接的主管道4内，上述固气二相流的偏流增强了。用图22对其作用进行说明。

通过分级器18上游一侧的主管道4从扇形磨机3输送过来的固气二相流d、d′，在冲撞到设置在分级器18上的冲撞板21之后，大颗粒的煤粒子f向扇形磨机3的入口方向下落，通过管道20返回到图未示的扇形磨机3的入口。另一方面，小颗粒的煤粒子e通过分配器18下游一侧的主管道4供给到炉膛8的各层的燃烧嘴。这时，主管道4内的小颗粒的煤粒子e，由于惯性力，向靠近与设置分级器18的冲撞板21一侧的分级器外壳19的内壁对峙一侧的外壳19的内壁的、主管道4的壁面方向偏流，主管道4的横截面方向上的煤粒子浓度的分布极其不均匀。

若该煤粒子浓度分布保持不均匀的状态，混合流体C被输送到从主管道4分开的各分支管道的话，有时不能供给适合于各燃烧嘴5的浓度的煤粒子燃料。例如，有时应输送煤粒子浓度高的混合流体C，却将煤粒子浓度低的混合流体C输送给了燃烧嘴5。特别是，在锅炉以低负荷状态运转的情况下，若应输送煤粒子浓度高的混合流体C，而只将煤粒子浓度低的混合流体C输送给了燃烧嘴5的话，火焰的燃烧状态变得不稳定了，成为熄火的一个原因。

在锅炉以低负荷状态运转的情况下，必须降低磨机负荷，此时，虽然降低了煤的供给量，但为了稳定地输送煤粒子，煤输送用气体的流量不能下降到比规定流量(最低流量)还低。因此，为了防止熄火，必须浓缩在炉膛上设置多层的燃烧嘴5中的供给到特定的燃烧嘴5的混合流体C中的煤粒子浓度，确保燃烧嘴5的燃烧稳定性和火焰的稳定燃烧性能。

再有，在将褐煤等含有许多水分或灰分的煤用作燃料的情况下，实际上在锅炉运转过程中，要根据煤中的水分或灰分的含有比例决定能保持稳定的燃烧嘴火焰的煤粒子浓度的范围。

另外，虽然经验表明，燃烧嘴5的火焰的稳定性主要依赖供向燃烧嘴5的煤粒子浓度和水分浓度、灰分浓度，煤粒子浓度越高、水分浓度越低、还有灰分浓度越低，燃烧嘴火焰的稳定性越好，但，由于褐煤等煤含有许多水分或灰分，所以，在将褐煤作为燃料的情况下，确保燃烧嘴火焰的稳定性是很重要的。

图23和图26所示的例子，将燃烧嘴5设置在对峙壁面的各燃烧嘴部上的炉膛8，在低负荷时，切断磨机(将4台切断成2台)。图26所示是负荷比图23更低时的燃烧嘴火焰的状态。在锅炉以低负荷状态运转时，采用若切断磨机，降低炉膛8内的热负荷，则如图23和图26所示，在炉膛8的中央不能形成稳定的高温燃烧区域，靠各燃烧嘴的自保火焰使其稳定燃烧的方法。在这种情况下，若不能调整适当的煤粒子浓度，则煤的燃烧变得不稳定，锅炉难以稳定地运转。

一般情况下，在锅炉以低负荷状态运转时，在沿炉膛侧壁的上下方向设置多层的燃烧嘴中，通过提高供向特定层的燃烧嘴的煤粒子浓度，使特定层的燃烧嘴火焰稳定燃烧，由此确保整个炉膛燃烧的稳定性。但是，产生的问题是，即使浓缩的煤粒子大量地供给到特定层的燃烧嘴，改善了燃烧嘴燃烧稳定性，由于在炉膛高度方向上的炉膛壁的热吸收和炉膛内的火焰温度分布的关系，炉膛出口的废气温度降低，不能获得规定的蒸汽温度。为了提高煤的燃烧稳定性以及使炉膛出口废气温度为规定的温度，调整分别供给到分开设置在上、下层的各燃烧嘴5的煤粒子浓度就变得很重要了。

本发明的目的在于提供一种能将固体燃料供给到燃烧嘴，使其即使在锅炉以低负荷状态运转时，也能获得良好的燃烧稳定性和燃烧着的火焰的稳定燃烧性能的燃料供给管道的燃料分配装置和具备该燃料供给管道的燃料分配装置的燃料供给装置以及具备该燃料供给装置的燃料燃烧装置。

另外，本发明的目的在于提供一种具备在由固体燃料和其输送气体构成的混合流体中，能使高浓度的固体燃料向选定的方向偏流的功能的燃料供给管道的燃料分配装置和具备该燃料供给管道的燃料分配装置的燃料供给装置以及具备该燃料供给装置的燃料燃烧装置。

另外，一般情况下，锅炉如图20所示，传热壁设置在炉膛8的出口尾流一侧的气体流道上，传热管9设置在该气体流道内，设定在其以全负荷(100％负荷)状态运转时，经传热壁以及传热管9进行热吸收、到达图未示的炉膛的后部传热部时的锅炉炉膛出口气体温度，使其比包含在气体中的灰的熔点低。另外，设定锅炉全负荷运转时的锅炉炉膛出口的气体温度，使设置在上述后部传热部的图未示的传热管表面的金属温度不会被过度加热超过其耐热温度。

但是，若锅炉从全负荷运转状态转换到部分负荷运转状态，则存在的问题是，由于进入到炉膛8的热量降低了，所以，锅炉炉膛出口的气体温度降低，锅炉出口的蒸汽温度下降到蒸汽的需方一汽轮机入口所要求的蒸汽温度(以下有时称为需方要求蒸汽温度。)。

因此，本发明的目的，是提供一种燃料供给管道的燃料分配装置以及具备该燃料供给管道的燃料分配装置的锅炉的运转方法，使以由固体燃料和其输送气体构成的混合流体为燃料的锅炉在从全负荷运转状态转换到部分负荷运转状态的场合，由于不会使锅炉出口的蒸气温度降低到上述需方要求蒸汽温度以下，所以，锅炉炉膛出口的气体温度不会过度下降。

发明内容

本发明是一种燃料供给管道的燃料分配装置，具备：将由固体燃料和输送气体(例如，燃烧废气等氧浓度不足21％的气体)构成的混合流体分别供给到设置在炉膛的壁面或壁面之间所形成的角部上的一个以上的燃烧嘴的燃料供给管道；从设在该燃料供给管道上的分支部分成多个、与分别对应的燃烧嘴连接的各分支管道；配置在分支部的上游一侧的燃料供给管道内的、能改变相对混合流体的流动方向的倾斜角度，使供给到上述各分支管道的混合流体中的固体燃料浓度相互产生偏差的风门。

最好将能改变上述燃料供给管道(主管道)的燃料分配装置上的上述风门的倾斜角度的风门铰支轴设置在风门的端部(参照图2)或风门的中央(参照图4)，将该风门铰支轴配置在上述分支部的上游一侧的管道的中心或其附近。

燃料供给管道将各分支管道设置在下游一侧，各分支管道与在炉膛内敞口的多个燃烧嘴相连接，通过调整朝向燃料供给管道的上述分支管道的、设置在分支部的上游一侧的风门的倾斜角度，能使由固气二相流构成的混合流体中的固体燃料输送用气体的分配比率为一定，能向任意的方向浓缩固体燃料的浓度。这是由于相对从燃料供给管道的分支部上游一侧、中间隔着分支管道燃烧嘴到炉膛内之间的所有压力损失来说，从风门到各分支管道入口之间的压力损失很小，所以输送用气体能使分配比率一定，仅有固体燃料能靠惯性进行分离的缘故，因此，能使固体粒子向选择的路径(各分支管道)偏流。

一般情况下，虽然使用经由一个燃料供给管道将固体燃料粒子供给到设置在炉膛的上、下层的多个燃烧嘴的燃烧装置，但，若调整风门的倾斜角度，使由固相和气相构成的上述混合流体，大多流向多个燃烧嘴中的特定的燃烧嘴用分支管道，则在固相和气相通过风门设置部后，靠其惯性也能保持上述偏流，但，由于密度小的气相的惯性小，所以，迅速地失去其惯性，具有均匀地流向分别与各燃烧嘴连接的分支管道的倾向。另一方面，由于密度大的固相其惯性大，容易保持上述偏流，所以供向各分支管道的固体燃料浓度具有保持不均匀分配(非均匀分配性)状态的倾向。

由于以上原理，固相大多有选择地流向与特定燃烧嘴连接的分支管道。这可以称为是一种惯性分级，为了与以下要描述的分配方式区分开来，将该分级称为相对燃料供给管道(主管道)内的固气二相流的流动方向(主轴方向)的非轴对称的惯性分级。

为了使煤在燃烧嘴自燃，需要有一定量以上的输入热量(供给煤的发热量)、煤浓度以及氧。但是，由于供向磨机的煤粒子(微粉煤)输送气体使用氧浓度低的锅炉废气等、以及由于用磨机干燥煤产生的水蒸汽附加到新的混合流体中，供给到燃烧嘴的混合流体氧浓度极低(几％～15％)。

因此，在经燃料供给管道将混合流体从同一磨机分配到多个燃烧嘴时，对于特定的燃烧嘴来说，通过确保最低限度的必要的输入热量和煤浓度，其特定的燃烧嘴能保持燃料的自燃性。因此，在炉膛内每1台磨机至少能用1个燃烧嘴形成并保持火焰。

在将发热量低、水分含量高的褐煤用作固体燃料的场合，提高从同一磨机供给褐煤的多个燃烧嘴内的、特定的燃烧嘴的固相浓度是很重要的。这样一来，即使在将褐煤作为燃料炉膛处于低负荷状态的场合，也不必担心上述特定的燃烧嘴会熄火。

另外，本发明的结构，最好是上述风门铰支轴和上述分支部之间的混合流体流动方向上的距离L与燃料供给管道的管径D之间具有以下关系(参照图7)：

L/D＝0.4～2。

一般情况下，虽然使用经由一个燃料供给管道将固体燃料粒子分别供给到设置在炉膛的上、下层的多个燃烧嘴的燃烧装置，但若上述L/D偏离上述范围的话，供向特定燃烧嘴的固体燃料的煤浓缩比会恶化。

若上述L/D小于0.4，在减少供向炉膛的总的燃料供给量、进行低负荷运转时，供向特定的燃烧嘴的固体燃料的浓缩率会恶化，有可能该燃烧嘴会熄火。另外，若L/D超过2，由于风门到管道分支部的距离过长，分配用于送向特定的燃烧嘴一侧的高浓度的固体燃料粒子在燃料供给管道内再次均匀化，出现不能将高浓度的固体燃料浓缩到上述特定的燃烧嘴的现象。因此，为了保持供向设置多层的燃烧嘴中的特定燃烧嘴的固体燃料粒子的高浓缩比，最好将风门上部一端与管道分支部之间的距离L设定为燃料供给管道管径D的0.4至2倍。

另外，最好是使上述风门的倾斜角度能相对混合流体的流动方向在±40°的范围内变化。

上述风门倾斜角度在30°以上，供向上、下层燃烧嘴的特定的燃烧嘴的煤粒子的浓缩比饱和，燃料供给管道的风门设置部的压力损失上升。因此，最好是上述风门倾斜角度在±30°左右，实用时最大能在40°的范围内进行调整。

另外，也可以在上述风门上游一侧的上述燃料供给管道中设置用于搅扰混合流体的气流的旋转叶片(参照图15)。在这种情况下，由于能用旋转叶片对燃料供给管道内的固气二相流的气流施加机械的强烈旋转，因此，即使在旋转叶片上游一侧的燃料供给管道内存在偏流，也能用旋转叶片强制地进行偏流修正。

本发明的燃料供给管道的燃料分配装置上的上述燃料供给管道配置成混合流体在铅垂方向上流动，最好使其结构具备：设置上述风门的第一燃料供给管道4a；在该第一燃料供给管道4a的上游一侧，相对该第一燃料供给管道4a弯曲连接着的第二燃料供给管道4b(参照图10、图14)。

此时，上述第二燃料供给管道4b最好是制成向诱导混合流体的方向弯曲的结构，以便由上述风门促进供给到各分支管道的混合流体中的固体燃料浓度产生偏差。

若燃料供给管道具有上述弯曲连接着的部分(图10、图14的弯管E、E′)，则其作用是上述弯曲部分对固气二相流特别是对固相形成偏流。通过设计成使该偏流的方向与用非轴对称惯性分级式的风门产生的偏流的方向一致，提高了风门设置部的下游一侧的燃料供给管道的非均匀分配性能(固相偏流，或在一部分区域浓缩)，因此，本发明风门的煤粒子的分配性能不会被上游一侧的燃料供给管道内的固气二相流的偏流抵消。

另外，也可以在上述第二燃料供给管道4b的上游一侧还连接有使混合流体沿铅垂方向流动的第三燃料供给管道4c。

在这种情况下，能由第一燃料供给管道4a、第二燃料供给管道4b以及第三燃料供给管道4c，在整个燃料供给管道上，在上下两处形成弯管E、E′(图14)。因此，在沿铅垂方向配置的第一燃料供给管道4a和第三燃料供给管道4c的主轴之间设定有偏心距O。由于该偏心距O，通过第三燃料供给管道4c之后的混合流体冲撞在第二燃料供给管道4b的壁面上部，由固气二相流构成的混合流体能改变流动的方向，当到达位于第一燃料供给管道4a的风门时，能向相反的方向改变气流的方向。这样一来，能用很小的压力损失达到混合流体中的固相流偏流的效果，能使大量的高浓度的煤粒子从与特定的燃烧嘴连接的分支管道流过。

另外，也可以在本发明的燃料供给管道的燃料分配装置上设置用风门在燃料供给管道的上游一侧对混合流体的气流进行节流的节流器(图16、图17)。

将上述节流器设置在燃料供给管道上，一旦由固气二相流构成的混合流体的气流聚集在燃料供给管道的主轴一侧，在通过节流器后能使其再次分散开来。因此，在燃料供给管道的横截面方向的煤粒子浓度分布，在通过节流器时，暂时均匀了，然后，由于风门，煤粒子浓度高的混合流体流向特定的分支管道一侧。

因此，即使在燃料供给管道内，固气二相流在不打算提高固体浓度的特定的燃烧嘴用的分支管道一侧产生了固体浓度高的偏流，如果该偏流在节流器的上游一侧，则也不能提高供给到特定的燃烧嘴的固气二相流中的固体粒子的浓度。

另外，由于上述节流器具有能改变节流开度的结构，以便由上述风门促使供给到各分支管道的混合流体中的固体燃料的浓度产生偏差，因此，能很容易地进行调整，以提高从多个分支管道内的特定的分支管道通过的固体粒子的浓度等。

另外，本发明也包含将上述燃料供给管道的燃料分配装置配置在固体燃料粉碎用磨机和设置在炉膛的壁面上的各燃烧嘴之间的燃料供给装置以及具备上述燃料供给装置的固体燃料燃烧装置。

另外，本发明的燃料供给管道的燃料分配装置，也可以在与沿炉膛壁面或壁面之间形成的角部的高度方向配置多层的燃烧嘴中的至少与特定的燃烧嘴连接的分支管道内，配置能从全开到全闭改变该管道的开口面积的分支管道内风门(参照图24、图25)。

固体燃料燃烧用锅炉具备具有燃料分配装置的燃料供给装置，而燃料分配装置配置有上述分支管道内风门，这种固体燃料燃烧用锅炉能采用象以下那样的运转方法。

即，将用一台粉碎煤用磨机粉碎的煤粒子与输送用气体一起，通过燃料供给管道和从该燃料供给管道分成多个的分支管道，分别供给到与各分支管道对应的、沿炉膛的壁面或壁面之间形成的角部的高度方向设置多层的各燃烧嘴的固体燃料用锅炉的运转方法，在上述各分支管道的上游一侧的燃料供给管道内，设置能改变相对由固体燃料和输送用气体构成的混合流体的流动方向的倾斜角度的风门，同时，在上述各分支管道中，至少在与下层燃烧嘴连接的分支管道中、配置能从全开到全闭改变该管道的开口面积的风门，在起动锅炉时，调整上述燃料供给管道内风门，向打开的方向操作与下层燃烧嘴连接的分支管道内的风门，浓缩并供给煤粒子，在燃烧稳定之后负荷变化的情况下，在从高负荷向低负荷变化时，向关闭的方向操作与上述下层燃烧嘴连接的分支管道内风门。  在起动锅炉时，调整燃料供给管道内风门，通过向与下层燃烧嘴连接的分支管道内浓缩并供给煤粒子，在起动燃料燃烧不稳定的锅炉时，能确保在下层燃烧嘴的燃料燃烧性能。

另外，在进入稳定地进行燃料燃烧的高负荷运转状态之后，在锅炉向低负荷运转状态变化时，向关闭方向操作与上述下层燃烧嘴连接的分支管道内风门，能使炉膛出口气体温度足够高，以确保需方的要求蒸汽温度，能防止出现由于温度降低而产生的不利情况。

附图说明

图1是本发明的第1实施例的燃料供给管道的纵剖视图。

图2是图1的燃料供给管道的详细的纵剖视图。

图3是图1的燃料供给管道所使用的风门的俯视图。

图4是本发明的第2实施例的燃料供给管道的详细的纵剖视图。

图5是图4的燃料供给管道所使用的风门的俯视图。

图6是根据本发明的第1实施例和第2实施例的、表示向下层燃烧嘴分配煤粒子的分配性能的图。

图7是根据本发明的第1实施例和第2实施例的、表示向下层燃烧嘴分配煤粒子的分配性能的图。

图8是根据本发明的第1实施例和第2实施例的、表示向下层燃烧嘴分配煤粒子的分配性能的图。

图9是本发明的第3实施例的燃料供给管道的纵剖视图。

图10是本发明的第4实施例的燃料供给管道的纵剖视图。

图11是用于说明本发明的第4实施例的燃料供给管道的增大煤流量偏差的形式的图。

图12是用于说明本发明的第1实施例的燃料供给管道的增大煤流量偏差的形式的图。

图13是用于说明在使用本发明的第1实施例和第4实施例的燃料供给管道的情况下的下层燃烧嘴的煤流量增加和压力损失降低的效果的图。

图14是本发明的第5实施例的燃料供给管道的纵剖视图。

图15是本发明的第6实施例的燃料供给管道的纵剖视图。

图16是本发明的第7实施例的燃料供给管道的纵剖视图。

图17是本发明的第8实施例的燃料供给管道的纵剖视图。

图18是表示在本发明的第7实施例和第1实施例的下层燃烧嘴的煤粒子的分配性能的图。

图19是用于说明本发明的第1实施例可能产生的问题的燃料供给管道的纵剖视图。

图20是褐煤焚烧锅炉的燃料供给系统的示意图。

图21是表示图20所示的扇形磨机上的煤的流动状态的图。

图22是在表示在图20所示的燃料供给管道上设置分级器情况下的煤的流动状态的分级器局部纵剖视图。

图23是低负荷稳定燃烧时的炉膛内的水平剖视图。

图24是本发明的第9实施例的燃料供给管道的纵剖视图。

图25是本发明的第10实施例的燃料供给管道的纵剖视图。

图26是现有技术的在低负荷的不稳定燃烧时的炉膛内的水平剖视图。

图27是现有技术的燃料供给管道的纵剖视图。

图28是现有技术的燃料供给管道的纵剖视图。

图29是现有技术的燃料供给管道的纵剖视图。

具体实施方式

与附图一起对本发明的实施形式进行说明。以下的各实施例，以燃料供给管道4为例进行说明，该燃料供给管道4是将用图20所示的扇形磨机3粉碎、粉尘化的褐煤的炉膛废气作为输送气体使用的褐煤焚烧锅炉的、沿输送到炉膛8的燃烧嘴5的铅垂方向延伸的燃料供给管道。上述燃烧嘴5在炉膛8的侧壁的上下方向设置多层，燃料从与各燃烧嘴5对应的扇形磨机3经由以下将要说明的燃料供给管道4供给到各燃烧嘴5。另外，以下的本发明实施例的通向燃烧嘴5的燃料供给装置具备的燃料供给管道4，能调整该燃料供给装置的一组成部件—风门的上游一侧的燃料供给管道4内的煤粒子的浓度分布和流量分布，能使在与锅炉炉膛8的下层燃烧嘴5连接的分支管道4中流动的煤粒子浓度比在与上层燃烧嘴5连接的分支管道4中流动的煤粒子浓度高。另外，虽然本发明的以下的各实施例示出的是燃料供给管道4分成两个，分别与上层燃烧嘴和下层燃烧嘴连接的例子，但本发明的燃料供给管道4并不限定于这种两个分支的结构。

第1实施例

图1所示是本实施例的燃料供给管道的主要部位的剖视图，图2所示是配置在图1的燃料供给管道上的风门周围的详细结构图。

图1的燃料供给管由向铅垂方向延伸的主管道4和设置在该主管道4内的管道分支点14附近的上游部的风门11、分别与上层燃烧嘴12和下层燃烧嘴13连接的分支后的分支管道15、16等构成。

如图2所示，在风门11上，风门铰支轴11a设置在主管道4的中心部附近的横穿该主管道4的方向上。

如图2所示，本实施例是风门铰支轴11a设置在风门11的上端部的例子。图3所示是风门11的俯视图，风门11大致呈半圆状，风门铰支轴11a设置在风门11上端部的直线部上。

风门11的结构是使风门铰支轴11a旋转，将风门11的相对铅垂线的倾斜角度(以下简单地称为风门11的倾斜角度)θ设置成适当的角度，能将风门11保持在该位置上。

第2实施例

图4所示是第1实施例的变形例—本实施例的燃料供给管道主要部位的剖视图，图5所示是图4的风门的俯视图。风门11是与主管道4的截面形状相同的圆形。

在这种场合也能使风门铰支轴11a旋转，将风门11保持在适当的倾斜角度θ。

图6所示是第1实施例和第2实施例中的供向下层燃烧嘴13的煤浓缩比和相对风门最大宽度(LD)的从风门11的上部一端到铰支轴11a的长度(L1)之比(L1/LD)的值的关系。而且，所谓供向下层燃烧嘴13的煤浓缩比，是相对主管道4中的混合流体中的煤浓度的、供给到下层燃烧嘴一侧的分支管道16的煤浓度的比率。

如风门11相对主管道4的混合流体的流动方向(铅垂方向)的倾斜角度θ是30°时的(L1/LD)值所示，在长度是L1＝0时(第1实施例)，能将最高浓度的煤粒子的混合流体C浓缩到下层燃烧嘴13。

另外，若大于(L1/LD)＝0.4，虽然分配比大致是一定的，但存在风门11的压力损失变大的问题。由于在扇形磨机3(图1)，排出压力比通常的离心式风机等低，所以必须降低在从主管道4分开的分支管道15、16内的压力损失。

由于以上情况，我们知道，第1实施例和第2实施例的结构，风门铰支轴11a的位置最好是设置在从风门上端部到风门11的最大宽度(LD)的一半的范围内。

在图7中示出了图4所示的第2实施例，在风门11的倾斜角度θ是30°情况下，关于风门11的设置位置和供向下层燃烧嘴13的煤浓缩比的关系的研究结果。

以下，研究以相对主管道4的管径D的、风门上部一端和分支点14之间的距离L的比率为基准求得的供向下层燃烧嘴13的煤浓缩比的关系。

若距离L比风门11的管径D小，即L/D小于0.4，则供向下层燃烧嘴13的煤浓缩比变差了。可以认为这是由于风门11相对混合流体气流的阻力增加了，流入到与下层燃烧嘴(浓缩煤、强化了燃烧性能的燃烧嘴)13连接的分支管道16的空气量也增加了，所以在上述分支管道16内的煤浓度并没提高的缘故。与此相反，若L/D超过2，则由于朝向下层燃烧嘴13一侧的分支管道16的煤粒子在到达分支管道16之前，在主管道4内再次分散，所以供向下层燃烧嘴13的煤浓缩比降低了。因此，为了提高供向下层燃烧嘴13的煤粒子浓缩比，最好是使风门上部一端和分支点14之间的距离L为燃料供给管管径D的0.4至2倍。

在锅炉的试运转过程中，能调整从主管道4供向上层燃烧嘴12和下层燃烧嘴13的煤粒子的浓缩比的操作，仅仅是改变风门11的倾斜角度θ。图8示出了风门11的倾斜角度θ和供向下层燃烧嘴13的煤粒子的浓缩比的试验结果。表明风门倾斜角度θ大于30°时，上述分配率饱和，主管道4的风门设置部的压力损失(图未示)上升。可以认为若风门倾斜角度大于30°，则供向想要浓缩煤的分支管道的煤粒子的量增加，而由于与此同时，空气量也增加，所以，煤浓缩比并没变化。

如以上所述，由于必须降低混合流体C的在分支管道15、16内的压力损失，所以，风门倾斜角度θ最好是相对通过风门11的铰支轴11a的铅垂线为±30°左右，实用时最大可以在40°的范围内进行调整。

在上述第1和第2实施例所示的场合，如图1所示，用锅炉废气从扇形磨机3(参照图20)输送的混合流体C的气流，冲撞到设置在主管道4内的、相对铅垂方向以倾斜角度θ保持着的风门11上，变成偏流，固体的煤粒子主要产生在与上层燃烧嘴12连接的管道15一侧流动的低浓度的煤粒子流F和在与上层燃烧嘴13连接的管道16一侧流动的高浓度的煤粒子流E，从上层燃烧嘴12和下层燃烧嘴13分别供给到锅炉炉膛8内。

这样一来，由于将风门11设置在主管道4的分支点14的上游一侧，并将其风门铰支轴11a设置在风门中心的上方，所以，能使由煤粒子和锅炉废气构成的混合流体C中的输送用气体的分配比率与在分支管道15、16中相同，而仅使固体燃料的分配能向任意的方向(在第1、第2实施例为分支管道16一侧)改变。这是由于设置了风门11，固体燃料粒子仅偏流向靠惯性力选择的经路的缘故。这样一来，调整风门11的倾斜角度θ，能任意地调整供给到上、下层燃烧嘴12、13的燃料浓度。

因此，在锅炉处于低负荷时，通过使风门11倾斜，将煤粒子浓度高的混合流体C供给到炉膛侧壁的、例如下层燃烧嘴13，在锅炉内，能确保煤粒子的燃烧稳定性和燃烧着的火焰的稳定燃烧性能。

第3实施例

图9所示是横截面是矩形的燃料供给管道的例子，其结构为从主管道4分开、分别与上层燃烧嘴12和下层燃烧嘴13连接的分支管道15、16并排着向上方延伸，在上、下层燃烧嘴12、13附近各自分开。将风门11配置在分为上层燃烧嘴12和下层燃烧嘴13的分支点前面的主管道4内。

如图9所示，风门11的结构为，将铰支轴11a保持在通过分支点14的铅垂线上的上游一侧，该铰支轴11a设置在风门11的上端部，如图9所示，由于使风门11向与上层燃烧嘴12连通的分支管道15一侧倾斜，所以，与从与上层燃烧嘴12连通的分支管道15中穿过的混合流体F中的煤粒子浓度相比，向与下层燃烧嘴13连通的分支管道16供给的混合流体E中的煤粒子浓度变高了。

根据第3实施例，虽然具有与上述第1实施例所示的相同的效果，但，由于燃料供给管道的横截面是矩形的，所以还具有以下优点。

在结构方面，由于可以设置能改变流道横截面积的节流器25、26(图17)，以及板仅有直线部，所以，容易操作，再有，不易产生局部的偏摩擦损耗等。

第4实施例

本实施例的结构相当于将弯曲形状的第二主管道连接在设有第1实施例的燃料供给管道上的风门11的向铅垂方向延伸的主管道4的上游一侧。

图10所示是本实施例的燃料供给管道的主要部位的纵剖视图，具备设有风门11的主管道4a和设置在该主管道4a内的管道分支点14附近的上游的风门11、分别与图未示的上层燃烧嘴和下层燃烧嘴连接的分支管道15、16，在管道11上，风门铰支轴11a设置在主管道4a的中心部附近的横穿该主管道4a的方向上。使风门11以铰支轴11a为中心旋转，能将其保持在适当的倾斜角度θ。

虽然在图10中将铰支轴11a设置在风门11的中心部位，但也可以如图2所示设置在风门11的上端。即使对于以下的图14、图15、图11所示的安装在风门11上的铰支轴11a的安装位置来说，同样也可以将铰支轴11a设置在风门11的上端。

例如，即使上述图1至图5所示的风门11的倾斜角度θ设置成与上层燃烧嘴12相比，将煤粒子浓度较高的混合流体供向下层燃烧嘴13，在风门11的设置部的上游一侧的主管道4内产生的固相(煤粒子)的偏流，与风门11的倾斜角度θ的意图相反，与下层燃烧嘴13相比，煤粒子浓度较高的混合流体流入到上层燃烧嘴12，若形成这种结果，则失去了上述风门11的设置效果。

因此，本实施例进一步提高固相(煤粒子)在设有风门11的主管道4a的上游一侧的主管道4b内偏流的特性，使由风门11产生的偏流效果更加可靠。这样一来，与经由分支管道15的上层燃烧嘴相比，能将煤粒子浓度较高的混合流体供给到经由分支管道16的下层燃烧嘴。

图10所示的实施例的燃料供给管道的分配装置由大的4个部位构成。其结构方面的特征是在设有风门11的主管道4a和其上游一侧的主管道4b之间设置弯管(弯曲部)E。

虽然主管道4a的最下游部分成两个，设有与上层燃烧嘴连接的分支管道15和与下层燃烧嘴连接的分支管道16，但在分支点14的前面设有风门11和其铰支轴11a。铰支轴11a设置在横穿风门11的方向上。

风门11设计成能以铰支轴11a为中心改变倾斜角度θ。由于若以绕顺时针方向为正的话，将倾斜角度θ设定成0＜θ＜90°，所以，从上游供给的混合流体(固气二相流)的流线由于风门11而弯曲，引导其更多地从分支管道16流到下层燃烧嘴一侧。即，分支管道16的混合流体的流量增加。由于固相比气相密度高，惯性力大，所以，管道16的流量的增加率，与气相相比，固相增加的多些。其结果是，分支管道16的固相流量增加，而且，固相浓度(混合流体的煤粒子浓度)也同时提高。

如果将风门11的倾斜角度θ设定成-90°＜θ＜0，则产生与将上述倾斜角度θ设定成0＜θ＜90°的场合相反的现象，分支管道15的固相流量和固相浓度增加。

本实施例的燃料供给管道的分配装置中的风门11的特征，由于有意地采用非轴对称惯性分级式的风门11，所以，设有风门11的主管道4a的横截面方向的煤粒子浓度向管道下游一侧大致单调增加。

弯管E上游一侧的主管道4b的混合流体的流动方向(主轴方向)F1、弯管E下游一侧的主管道4a的主轴方向F2、与上层燃烧嘴连接的分支管道15的入口部的主轴方向F3、与下层燃烧嘴连接的分支管道16的入口部的主轴方向F4的各矢量设定在同一平面内。风门铰支轴11a设在与上述平面垂直的方向上。

满足上述条件的本实施例的燃料供给管道的分配装置，在将风门倾斜角度θ设定在正向0＜θ＜90°的范围内的场合，由弯管E将风门11设置部上游侧的主管道4b的取向设定成主轴方向F1和主轴方向F2所成的角度α(α以顺时针方向为正)为0＜α＜180°。由于该角度α的设定，流入到主管道4a的混合流体(固气二相流)由于弯管E而向角度α的负方向弯曲。此时的密度高的固相煤粒子由于惯性大，产生混合流体的偏流，到达风门11设置部的混合流体，由于风门11进一步促进了上述偏流，与分支管道15一侧相比，流到分支管道16一侧的混合流体中的煤粒子(固相)的浓度和流量提高了。靠该取向，图10所示的燃料供给管道的分配装置能获得比由风门11对风门设置部的主管道4a的混合流体中的煤粒子(固相)进行分配的分配能力更强的分配性能。即，产生弯管E和风门11的组合效果。

若以另一观点进行观察，虽然一般情况下若增大风门11的倾斜角度θ，则混合流体中的煤粒子的分配能力较强，但由于管道4a内的混合流体的过流面积变小了，所以，由扇形磨机3产生的混合流体的输送压力的损失增大了，因此，通过将弯管E设置在风门设置部的上游一侧的主管道4b中，能用更低的输送压力达到与图1～图5所示的实施例同等的煤粒子(固相)的分配能力。

通常，在图20的将燃煤供给到锅炉炉膛8的系统中，虽然将扇形磨机3作为最上游点的燃料供给管道4为了降低输送混合流体时的压力损失，设计成具有向铅垂方向延伸的最短的路径，但，多数情况下在配置了各种混合流体输送用的装置之后，不得不将弯曲部设置在铅垂平面内。如果作为其弯曲部，将倾斜角度为α的弯管E设定在位于风门设置部的上游一侧的主管道4b上，则不必将由于上述倾斜角度α而新产生的混合流体的输送系的压力损失算入到整个混合流体输送系的压力损失中。即，能将本来在弯曲部产生的压力损失有效地用于提高分配性能方面。因此，不增加压力损失，就能提高分配性能。

另外，由于将上述倾斜角度α设定在90°附近(将水平部分设置在风门设置部的上游一侧的主管道4b部分上)，所以，作用在主管道4b内的固相上的重力影响最大。即，由于在主管道4b的底部容易形成浓的固相，所以，最能提高燃料供给管道的整个分配装置的、将混合流体分成煤粒子(固相)更浓的区域和输送气体(气相)更浓的区域的分配性能。另外，如果将上述弯曲部的主管道4的带倾斜角度α的管道结构设置在扇形磨机3的出口附近，则在风门设置部的上游一侧的主管道4b上不必设置新的弯曲部。

图11所示是本实施例的主要效果。与图12所示的第1实施例的特性进行比较并进行说明。

在各图的右侧示出的3条曲线表示在主管道4b的横截面a-b和在弯管E的弯曲部下游一侧的横截面c-d、以及在主管道4a的分支点14前面的横截面e-f部分的煤流量的分布情况。在主管道4b的横截面a-b，混合流体表现出大致均匀的流量分布，在弯管E的弯曲部下游一侧的横截面c-d，煤流量分布图变成右侧具有较高的值。在同一位置，图1所示的结构(图12)，仍然保持均匀的流量分布。这种分布状态，在图11所示的例子，由于风门11进一步使煤流量非均匀化了，所以，在风门下游一侧的主管道4a的横截面e-f上的煤流量分布显示出右侧具有较高的值。由于这种煤流量分布能在分支管道15和分支管道16内直接反映出来，所以，在本实施例，分支管道16内的煤流量与图1所示的第1实施例相比，大幅增加了。

图13所示是本实施例的第二效果。

若将风门倾斜角度θ设定得较大，则供向特定燃烧嘴(在本实施例为下层燃烧嘴)的煤浓缩比(＝供向分支管道16的煤流量)增加。根据本实施例(实线)，上述煤浓缩比比第1实施例(虚线)大。在假设供向下层燃烧嘴的煤浓缩比在本实施例和第1实施例保持相同的值C_LOWER的情况下，风门11的倾斜角度θ能从角度θ₁降低到角度θ₂。

由于风门倾斜角度θ对风门设置位置上的主管道4内的压力损失的影响，如图13的下面的图所示，变成向下凸的曲线。根据本实施例，由于能将角度θ₁降低到角度θ₂，所以，能将在风门11的设置部的压力损失从ΔP₁降低到ΔP₂。

第5实施例

图14所示的实施例的燃料供给管道的分配装置，是图10所示的实施例的变型例的燃料供给管道的分配装置。本装置设有将主管道4配置在风门设置部的铅垂方向上的主管道4a、和通过弯管E连接在其上游一侧的配置成弯曲状的管道4b、以及通过弯管E′铅垂配置的管道4c。即，在主管道4上，在上下两处设有弯管E、E′，再有，在铅垂状管道4a和管道4c的主轴之间设定偏心距O。

图14所示的燃料供给管道的分配装置的其它结构与图10所示的结构相同。由于有上述偏心距O，通过主管道4c之后的混合流体与管道4b的壁面上部相冲撞，由固气二相流构成的混合流体在主管道4b壁面的上部进一步改变流动的方向，若到达处于主管道4a上的风门11，则以倾斜角度α反向，再次改变流动的方向。混合流体中的固相流，靠其惯性，在靠近与下层燃烧嘴连接的分支管道16一侧的主管道4a的壁面一侧流动，所以，与用图10说明的效果同样，与连接在上层燃烧嘴上的分支管道15一侧相比，在与下层燃烧嘴连接的分支管道16一侧流动的混合流体中的煤粒子(固相)的浓度和流量变大了。

若配置扇形磨机3，距主管道4a错开与上述偏心距O同样的距离，则靠简单的取向，就能构成本实施例的燃料供给管道的分配装置。

第6实施例

图15所示的实施例也是图10所示的实施例的变形例的燃料供给管道的分配装置。该分配装置在铅垂配置的主管道4上具备各自分开与图未示的上层燃烧嘴和下层燃烧嘴连接的分支管道15、16，在分支点14的附近的上游一侧设有以风门铰支轴11a为中心旋转的风门11，再有，在其上游部配设有具有旋转轴22a的旋转叶片22。风门铰支轴11a和旋转轴22a设置在与主管道4的主轴正交的方向上。如图2所示，也可以将风门铰支轴11a设置在风门11的上端。

图15所示的燃料供给管道的分配装置的结构相当于在图4所示的实施例的燃料供给管道的分配装置上增加了旋转叶片22和其旋转轴22a。

在风门11的倾斜角度θ是0°＜θ＜90°的场合，由于对旋转叶片22施加箭头B方向的旋转，所以，流入到设有旋转叶片22的区域的煤粒子作用在更加接近分支管道16的主管道4一侧(在图15为右侧)，促进固气二相流的流动，在中心轴21a的更加接近分支管道15的主管道4一侧(在图15为左侧)，减缓流动。其结果是，在设有风门11附近的主管道4内，混合流体中的煤粒子浓度在更加接近分支管道16的主管道4一侧变高了，在更加接近分支管道15的主管道4一侧变低了。因此，与图10所示的第4实施例和图14所示的第5实施例同样，具有与连接在上层燃烧嘴上的分支管道15一侧相比，在与下层燃烧嘴连接的分支管道16一侧流动的混合流体中的煤粒子的浓度和流量增加了的效果。

本实施例的特有的效果，是由于不需要弯曲主管道4，以及在风门11的倾斜角度θ是-90°＜θ＜0°的场合，将旋转叶片22的旋转方向设定成与箭头B相反，所以，与分支管道16一侧相比，能很容易地提高在分支管道15一侧流动的混合流体中的煤粒子的浓度和流量。

另外，在本实施例，对于固气二相流的流动来说，能由旋转叶片22施加机械的强烈旋转，所以，即使由于旋转叶片22，在上游一侧的主管道4内具有偏流，与上述第4实施例和第5实施例相比，也能更加强制地进行偏流修正。

在第4实施例和第5实施例的情况下，由于设有弯曲部E和/或E′，因此，与主管道4是直管的情况相比，虽然压力损失增加了，但，由于并没有减小主管道4的流道截面面积，所以与该压力损失的增加相比，在风门11设置部的压力损失的降低幅度更大。即，在风门11的上游，由于已经有意地形成了偏流，所以，能将风门11的角度θ设计得较小，能大幅地降低该风门11的压力损失。在本实施例，虽然减小了静态的主管道4的流道截面面积，但由于将旋转叶片22的旋转速度设定得比混合流体的流速大，所以，在旋转叶片22设置部几乎没有压力损失。

第7实施例、第8实施例

图16所示是本发明的第7实施例的燃料供给管道的分配装置的主要部位纵向剖视图，图17所示是图16的变型例—第8实施例的分配装置的主要部位的纵向剖视图，图18是表示图16的分配装置的分配性能的图。

就象对图21和图22所说明的那样，经由扇形磨机3的风扇叶片17以及分级器18输送的煤粒子，在主管道4中产生固气二相流偏流，有时在固气二相流中相对管道的横截面方向产生高浓度煤流d或高浓度煤流e。

在这种场合，如图19所示，例如，分支管道16用于将煤引导到下层燃烧嘴，在使主管道4内的风门向引导到分支管道16的方向倾斜进行配置的情况下，若混合流体产生偏流，使该风门11上游一侧的主管道4中的横截面方向的煤浓度分布b，在从该管道4的中心到上层燃烧嘴用的分支管道15一侧的区域，煤浓度变高，则不冲撞风门11，从处于风门11下端部和主管道4的壁面之间的空间通过的高浓度的煤流c增加，流入到上层燃烧嘴用分支管道15的煤流量增加。

虽然图18示出了由风门11控制的主管道4的横截面方向的开度和煤粒子的(供向引导到下层燃烧嘴的分支管道16的)浓缩比的关系，但，用上述图19所示的结构，当在风门11的设置部的上游一侧的主管道4内存在煤粒子的偏流的场合(虚线曲线)，与不存在偏流的场合(点划线)相比，有时供向引导到下层燃烧嘴的分支管道16的煤粒子浓缩比却降低了。

作为应对上述图19所示的第1实施例的问题的一种对策，在第7实施例，采用图16所示结构的燃料供给管道的分配装置。

第7实施例的结构是，在向铅垂方向延伸的主管道4的内壁上设有环状的节流件24，在该节流件24的下游设有具备铰支轴11a的风门11，在设有该风门11的主管道4的下游，具备各自分开与图未示的上层燃烧嘴和下层燃烧嘴连接的分支管道15、16。

由于有上述节流件24，一旦由固气二相流构成的混合流体C的气流聚集在主管道4的主轴一侧，在通过节流件24之后会分散开。因此，在主管道4的横截面方向的煤粒子的浓度分布，在通过节流件24时，能暂时变均匀，此后，煤粒子浓度高的混合流体在分支管道16一侧流过。

因此，在固气二相流在主管道4内偏向上层燃烧嘴用分支管道15一侧流动的场合，也能降低在图19所示的风门11下端部和主管道4的壁面之间的空间通过的煤量，所以，能获得良好的分配性能。

图18所示是图16所示结构的供向引导到下层燃烧嘴的分支管道16的煤粒子的分配性能。

在本实施例，由于即使在风门11的设置部的上游一侧的主管道4内混合流体存在偏流的场合，由于有节流器24，所以不会降低供向引导到下层燃烧嘴的分支管道16的煤粒子浓缩比，能获得与没有偏流的场合同等的良好的分配性能。

以下，图17所示的第8实施例，是图16所示装置的变形例，在设置于横截面是矩形的主管道4上的风门11设置部的上游一侧的主管道4的内壁上，设有能调整横截面方向的高度的一对节流件25、26。例如，如图17所示，在浓缩煤粒子，要将其供给到下层燃烧嘴用分支管道16的场合，由于在风门11设置部也可以降低在上层燃烧嘴用分支管道15一侧通过的煤粒子浓度，所以，最好使设置在上层燃烧嘴用分支管道15一侧的高度调整式的节流件25的高度L₁较高，使设置在相反一侧的下层燃烧嘴用分支管道16一侧的高度调整式的节流件26的高度L₂为最小。

这样一来，能防止在主管道4内不必要的压力损失的增加。另外，最好节流件25、26的高度L₁，L₂相对管道的内径D，能在0≤L₁/D≤0.3、0≤L₂/D≤0.3的范围内进行调整。

第9实施例、第10实施例

图24和图25所示分别是第9实施例和第10实施例的燃料供给管道的燃料分配装置。

图24所示的第9实施例，是在第1实施例的燃料供给管道结构的与下层燃烧嘴连接的分支管道16上设置能从全开到全闭改变该管道16的开口面积的风门28的例子，图25所示的第10实施例，是在第4实施例的燃料供给管道结构的与下层燃烧嘴连接的分支管道16上设置能从全开到全闭改变该管道16的开口面积的风门29的例子。

上述图24或图25所示的燃料供给管道结构的分支管道15、16，分别与在图20中用简图表示的、在锅炉炉膛8的壁面或壁面的拐角上、在高度方向上设有多层的各层燃烧嘴相连接。虽然在各分支管道15、16(图1等)的上游一侧的燃料供给管道4内设有能改变相对混合流体的流动方向的倾斜角度的风门11，但在各分支管道15、16中，至少在与下层燃烧嘴连接的分支管道16上配置有能从全开到全闭改变该分支管道16的开口面积的风门28或风门29。而且，也可以在分支管道15上也设置能从全开到全闭改变该管道15的开口面积的风门，但未图示。

在图20中作为一个例子示出的锅炉8内设有传热管9，再有，在炉膛出口部的图未示的气体流道上设有图未示的传热管。再有，在处于炉膛出口部的尾流一侧的气体流道上的图未示的后部传热部也配置有传热管。

如在背景技术部分所说明的那样，在锅炉全负荷(100％负荷)运转时，燃烧废气到达炉膛8的后部传热部时的锅炉炉膛出口废气温度设定成比废气中包含的灰的熔点低，另外，设定成构成上述后部传热部的传热管的传热管表面金属温度不会被过度加热到超过其耐热温度。但是，存在的问题是，若锅炉从全负荷运转状态转换到部分负荷运转状态，则由于供向炉膛8的热量降低了，所以，锅炉炉膛出口的废气温度降低，锅炉出口的蒸汽温度降低。

因此，在第9实施例和第10实施例，在起动锅炉时，调整燃料供给管道4的风门11，且打开分支管道16内的风门28或29，浓缩煤粒子，将其供给到与下层燃烧嘴连接的分支管道16内，在燃烧稳定后负荷发生变化的情况下，在从高负荷向低负荷变化时，向关闭的方向操作与上述下层燃烧嘴连接的分支管道16内的风门28或29。

在起动锅炉时，通过调整燃料供给管道4内的风门11，打开与下层燃烧嘴连接的分支管道16内的风门28或29，能浓缩煤粒子，将其供给到与下层燃烧嘴连接的分支管道内，在起动燃料燃烧不稳定的锅炉时，能确保在下层燃烧嘴13的燃料燃烧性能。另外，在进入能稳定地进行燃料燃烧的高负荷运转状态之后，在锅炉向低负荷运转状态变化时，向关闭方向操作与上述下层燃烧嘴13连接的分支管道16内的风门28或29，使炉膛出口废气温度足够高，以确保需方的要求蒸汽温度。

在图24、图25中，虽然示出的例子是在两个分支管道15、16中，仅在一个分支管道16内设有风门28或29，但，也可以在各分支管道15、16内都设置风门。在这种场合，在图24、图25所示的例子中，除了下层一侧的分支管道16之外，在上层一侧的分支管道15中也设有风门。

在锅炉从高负荷状态向低负荷状态变化时，在向关闭方向操作与下层燃烧嘴连接的分支管道16内的风门28或29时，通过打开设置在分支管道15内的风门就能解决。

另外，由于在两个分支管道15、16内都设有风门，所以，在想要降低炉膛出口废气温度的场合，也能通过向关闭方向操作与上层燃烧嘴连接的分支管道15内的风门(图未示)来解决，炉膛出口温度能进行升降调整。

以上的第1～第10实施例，并不限于混合流体(固气二相流)，能很容易地应用于密度不同的二相流，能设计出来。

根据本发明，能不管煤的种类、负荷的大小，以适当的煤浓度将煤粒子分配到多个燃烧嘴，能促进在燃烧嘴附近的燃烧和稳定燃烧。

特别是，由于能将适当浓度的煤粒子分配到多个燃烧嘴，所以，能促使其在燃烧嘴附近形成稳定的火焰，由于不需要通过其它途径设计的燃烧嘴辅助其保持火焰，所以，即使在需要切断磨机那样的锅炉低负荷运转区域，在炉膛内煤也能稳定地燃烧，能在很大的运转范围内进行负荷调整。

另外，根据本发明，能沿混合流体的流线的方向倾斜地配置风门，另外，由于将弯管(弯管接头部)设置在燃料供给管道(主管道)上的结构没有减少管道的过流面积，所以压力损失没有增加。

再有，根据本发明，在风门设置部的入口部存在固气二相流的偏流的情况下，也能将高浓度的煤的混合流体供给到特定的燃烧嘴。因此，即使在风门设置部的上游一侧设置有燃料供给管道(主管道)的各种附属装置，也不会影响在风门设置部的将高浓度的煤的混合流体供给到上述特定的燃烧嘴的供给性能，能自由地设计各装置的配置。因此，能缩短燃料供给装置的设计时间，便于设备的紧凑化。

根据本发明，将由固体燃料和其输送气体构成的混合流体作为燃料的锅炉，在从全负荷运转区域向部分负荷运转区域转换的场合，能使锅炉继续运转，不会使锅炉出口的蒸汽温度降低到需方要求的蒸汽温度以下。