CN103688121A - 干燥输送装置以及具备该干燥输送装置的火力发电系统 - Google Patents

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Abstract

提供能够有效且均匀地干燥粗粒子的干燥输送装置。该干燥输送装置的特征为,在搬运部件(25)的底部设置气体喷出部(29),设置从该搬运部件(25)的下方供给干燥用气体(49)的风箱(35),向搬运部件(25)内投入被搬运物(2),在该搬运部件(25)在风箱(35)之上通过时,干燥用气体(35)从气体喷出部(29)向搬运部件(25)内喷出,在形成被搬运物(2)的流动层的同时使被搬运物(2)干燥。

Description

干燥输送装置以及具备该干燥输送装置的火力发电系统
技术领域
本发明涉及一边搬运例如煤炭、污泥、食材、木片、城市垃圾等粒子、粉体、薄片或小片等(以下将其总称为粗粒子)一边进行干燥、除湿的干燥输送装置,尤其涉及能够有效且均匀地进行褐煤等粗粒子的干燥的干燥输送装置。
背景技术
为了提高水分含有率高的褐煤的燃烧效率而对褐煤进行干燥,作为该褐煤的干燥装置,一直以来公知有流化床方式、回转炉方式的干燥装置。
上述流化床方式的干燥装置,用压碎机将煤炭粉碎后,利用蒸汽将煤炭粒搬运到流化床,进行利用蒸汽的煤炭粒的流动化和加热,将干燥后的煤炭粒从流化床排出到外部。
另一方面,细小的煤炭粒子与蒸汽一起被搬运到流化床的上部而被旋风分离器捕集,再次返回流化床。另外,蒸汽被压缩机加压后被加热而作为加热蒸汽来使用,最终作为水被排出到系统外。
煤炭粒的流动为溢流方式,没有定量性,因此干燥后的煤炭粒贮存在漏斗后,由给煤机来计量。
上述回转炉方式的干燥装置通过从回转炉的上部投入煤炭,煤炭粒在炉内部被搅拌。在炉的内部配置有传热管,由于蒸汽在传热管的内部通过,因此利用该蒸汽的热来干燥在传热管之间通过的煤炭粒。
干燥后的煤炭粒在旋转的同时因炉的倾斜而逐渐向出口排出。所使用的蒸汽通过热交换而成为水,并作为冷凝水而被回收。
在该干燥装置中,炉内部的保有炭量因干燥后的煤炭粒的大小、干燥程度等而不同,由于没有在回转炉出口的定量性,因此与上述流化床方式的干燥装置同样,干燥后的煤炭粒贮存到漏斗后,由给煤机来计量。
这样,在以往的装置中,分别需要煤炭的干燥装置和计量装置(给煤机),因此设备费以及运转成本增大,而且,为了设置装置而需要干燥装置用和计量装置用的空间,从而存在装置整体变得大型等的缺点。
另外,以往在日本特开昭61-240024号公报(专利文献1)以及日本特开昭59-107115号公报(专利文献2)等提出过带干燥装置的煤炭搬运装置。
图24是在上述日本特开昭61-240024号公报(专利文献1)中提出的带干燥装置的煤炭搬运装置的立体图。
如图24所示,煤炭搬运输送器201的周围由输送干线206覆盖,在输送干线206的一方端部附近的上面设有投入未干燥的煤炭粒202的煤炭投入口203,并且在输送干线206的另一方的端面设有排出干燥后的煤炭粒204的煤炭排出口205。而且在该输送干线206的中途的上面设有供给来自锅炉装置(未图示)的高温的排出气体207的排出气体供给口208。
如图所示,未干燥的煤炭粒202从煤炭投入口203被投入,积存在煤炭搬运输送器201的料斗209内,利用煤炭搬运输送器201向上方搬运。在该搬运中途,从上述排出气体供给口208向输送干线206内供给高温的排出气体207,被送入的排出气体207通过输送干线206的内部从上述煤炭排出口205排出。
期间,附着于在输送干线206的内部移送的未干燥的煤炭粒202上的水分经上述排出气体207吹晒而蒸发,作为干燥后的煤炭粒204而从煤炭排出口205排出,被投入到未图示的煤炭燃料库。另外,成为蒸发后的水分与排出气体207一起从煤炭排出口205向大气放出的构造。
图25是在上述日本特开昭59-107115号公报(专利文献2)中提出的带干燥装置的煤炭搬运装置的概略结构图。
如图25所示,由输送器211a移送来的未干燥的煤炭粒212暂时贮存在漏斗213之后,向输送器214上投下并向箭头方向搬运。
该输送器214的周围由防护罩215覆盖,利用该防护罩215从煤炭粒212的搬运方向(箭头方向)上游侧沿下游侧划分形成第1干燥室206、第2干燥室217以及冷却室218。
从燃烧装置(未图示)送来的高温的排出气体219从第2干燥室217下侧的流入口220进入,在第2干燥室217内上升并从上侧的排出口221排出。
接着,该排出气体219接下来从第1干燥室206下侧的流入口222进入,在第1干燥室206内上升并从上侧的排出口223排出。未干燥的煤炭粒212在第1干燥室206以及第2干燥室217内通过而被加热、干燥。
从上述第1干燥室206的排出口223排出的排出气体219接下来从上述冷却室218下侧的流入口224进入,排出气体219被冷却器225冷却。成为低温的排出气体219在冷却室218内上升并冷却搬运中的煤炭粒,作为干燥、冷却的煤炭粒227被移送到下一个输送器211b。另一方面,成为如下构造,即、成为低温的排出气体219从排出口226被移动到上述燃烧装置的气体处理装置(未图示)而被实施气体处理。
另外,作为其他现有技术文献,例如可列举日本特公昭50-3225号公报(专利文献3)、日本特开昭61-221289号公报(专利文献4)等。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开昭61-240024号公报
专利文献2:日本特开昭59-107115号公报
专利文献3:日本特公昭50-3225号公报
专利文献4:日本特开昭61-221289号公报
发明内容
发明所要解决的课题
在上述图24所示的带干燥装置的煤炭搬运装置中,由于是煤炭粒202以容纳在料斗209内的状态与排出气体207接触的结构,因此容纳在料斗209内的煤炭粒子层的表面侧被干燥,但层内部及层底部的煤炭粒202未被干燥或干燥不充分。
另外,上述图25所述的带干燥装置的煤炭搬运装置是如下结构,即、使煤炭粒212在输送器214上以层状载置并移动,并从该输送器214的下侧朝向上侧流动排出气体219欲使煤炭粒212干燥。因此,在该煤炭搬运装置中,也是位于输送器214上的煤炭粒子层的表面侧被干燥,但层内部及层底部的煤炭粒212干燥不充分。
并且,这些图24及图25所示的带干燥装置的煤炭搬运装置是使排出气体与煤炭粒接触开来进行干燥,但由于排出气体原本水分含有率高,因此不适合于煤炭粒的干燥。
在这些带干燥装置的煤炭搬运装置中,为了促进煤炭粒的干燥,考虑了例如使输送器的搬运速度变慢、或者使输送器的长度变长,但为此产生了如下问题,即、干燥时间花费的较长而导致效率变差,或者不得不加大输送器的设置空间等。
另外,在上述图25所示的带干燥装置的煤炭搬运装置中,由于在煤炭粒212干燥时无法进行计量,因此需要与煤炭搬运装置分开的计量装置,从而在成本以及设置空间方面也存在问题。
本发明的目的在于提供一种消除这种现有技术的缺点、能够有效且均匀地进行粗粒子的干燥的干燥输送装置以及具备该干燥输送装置的火力发电系统。
用于解决课题的方法
为了实现上述目的,本发明以干燥输送装置为对象,其具备:
隔有规定间隔配置的一组例如驱动带轮和从动带轮等的驱动用轴体;以及
架设在该驱动用轴体间且绕上述驱动用轴体转动,容纳并搬运例如煤炭等被搬运物的具备多个例如护板等的搬运部件。
并且,本发明的第1方案的特征在于,
上述搬运部件是在其底部设有例如使暖风(加热空气)等干燥用气体喷出的例如暖风吹出孔等气体喷出部的例如护板等流动层形成搬运部件,
设置从该进行移动的流动层形成搬运部件的下方供给上述干燥用气体的风箱,
上述流动层形成搬运部件在上述风箱之上通过,由此从上述气体喷出部向流动层形成搬运部件内喷出上述干燥用气体,在形成上述搬运物的流动层的同时使搬运物干燥。
本发明的第2方案在上述第1方案中,其特征在于,
能够根据上述被搬运物的干燥状态调整供给至上述风箱的上述干燥用气体的流量或温度。
本发明的第3方案在上述第1方案中,其特征在于,
上述风箱沿上述被搬运物的搬运方向设有多个,供给至配置于上述被搬运物的搬运方向上游侧的上游侧风箱、和配置在被搬运物的搬运方向下游侧的下游侧风箱的上述干燥用气体的流量或温度不同。
本发明的第4方案在上述第1方案中,其特征在于,
具备壳体,该壳体存放该输送装置的主体并将该输送装置的主体与外部空气隔断,并且具有取出干燥后的被搬运物的排出口,
上述流动层形成搬运部件具有:设有上述气体喷出部的底板;以及从该底板的流动层形成搬运部件的移动方向下游侧端部立起设置的背面板,流动层形成搬运部件的移动方向上游侧和流动层形成搬运部件的上方敞开,
在上述壳体内设置漏气防止部件,该漏气防止部件从上述一方驱动用轴体侧朝向另一方驱动用轴体侧延伸,并与上述流动层形成搬运部件的左右侧面对应,
上述流动层形成搬运部件的移动方向上游侧由邻接的前一个流动层形成搬运部件的背面板堵塞,流动层形成搬运部件的左右侧面由上述漏气防止部件覆盖,在流动层形成搬运部件的内侧形成上述被粉碎物的容纳空间。
本发明的第5方案在上述第1方案中,其特征在于,
上述风箱的底板从一方端部朝向另一方端部较低地倾斜,在该变低的底板的端部或者与该变低的底板的端部连接的侧板的下端部,形成有将从上述流动层形成搬运部件落下的被搬运物的粒子从风箱排出的落下粒子排出口。
本发明的第6方案在上述第1方案中,其特征在于,
在上述一组驱动用轴体中的一方驱动用轴体的上方,设有将上述被搬运物投入到上述流动层形成搬运部件内的被搬运物供给机构,
该被搬运物供给机构具有:
贮存上述被搬运物的干燥前漏斗;
设置在该干燥前漏斗的下部的第1闸阀;
设置在该第1闸阀的下部的计量管部;以及
设置在该计量管部的下部的第2闸阀,
在上述被搬运物供给机构之下设置检测上述流动层形成搬运部件到来的位置传感器,
关闭上述第2闸阀、打开上述第1闸阀,将贮存在上述干燥前漏斗中的被搬运物的一部分填装到上述计量管部来进行被搬运物的计量,
在关闭了上述第1闸阀和第2闸阀的状态下,若利用上述位置传感器检测出流动层形成搬运部件的到来,则打开上述第2闸阀将计量管部内的被搬运物投入到上述流动层形成搬运部件内。
本发明的第7方案在上述第1方案中,其特征在于,
具备壳体,该壳体存放该干燥输送装置的主体并将该干燥输送装置的主体与外部空气隔断,并且具有取出干燥后的被搬运物的排出口,
设有例如旋风分离器等飞散粒子捕集机构,该飞散粒子捕集机构将滞留在上述壳体内的干燥用气体导入,并对该干燥用气体所含的被粉碎物的飞散粒子进行捕集。
本发明的第8方案在上述第7方案中,其特征在于,
具备:从通过了上述飞散粒子捕集机构的包含湿气的气体中去除湿气的例如汽水分离器等湿气去除机构;
对通过了该湿气去除机构的气体进行加热的气体加热机构;以及
循环配管,从上述飞散粒子捕集机构经由湿气去除机构及气体加热机构而与上述风箱连接,将由上述气体加热机构加热了的气体作为上述干燥用气体供给至上述风箱。
本发明的第9方案在上述第7方案中,其特征在于,
由上述飞散粒子捕集机构捕集的粒子与从上述壳体的排出口取出的干燥后的被搬运物一起贮存在干燥后漏斗。
本发明的第10方案在上述第9方案中,其特征在于,
在上述干燥后漏斗配置有传热管,该传热管用于将贮存的被搬运物的水分含有率维持在规定的范围。
本发明的第11方案在上述第1方案中,其特征在于,
在上述一组驱动用轴体中的一方的驱动用轴体的上方,设有将上述被搬运物投入到上述流动层形成搬运部件内的被搬运物供给机构,
在该被搬运物供给机构之下设置有供给侧闭塞部件,该供给侧闭塞部件用于堵塞移动来的上述流动层形成搬运部件的气体喷出部。
本发明的第12机构在上述第11方案中,其特征在于,
在上述一组驱动用轴体中的另一方驱动用轴体与配置在上述被搬运物的搬运方向最下游侧的最下游侧风箱之间设置有排出侧闭塞部件,该排出侧闭塞部件堵塞移动来的上述流动层形成搬运部件的气体喷出部。
本发明的第13方案在上述第1方案中,其特征在于,
设置有:壳体,存放该干燥输送装置的主体并将该干燥输送装置的主体与外部空气隔断,并且具有取出干燥后的被搬运物的排出口,以及
清扫机构,汇集落下到该壳体的内侧底面的上述被搬运物并从上述排出口排出。
本发明的第14方案在上述第1方案中,其特征在于,
上述被搬运物是煤炭,上述干燥用气体是升温后的空气,
设置有:壳体,存放该干燥输送装置的主体并将该干燥输送装置的主体与外部空气隔断,并且具有取出干燥后的被搬运物的排出口;
氧气浓度计,检测出上述干燥用气体内的氧气浓度;以及
至少使上述壳体内处于惰性状态的惰性状态形成机构,
当由上述氧气浓度计检测出的氧气浓度超过规定值时,则利用上述惰性状态形成机构使上述壳体内处于惰性状态。
本发明的第15方案在上述第1方案中,其特征在于,
上述被搬运物是煤炭,上述干燥用气体是升温后的空气,
设置有:壳体,存放该干燥输送装置的主体并将该干燥输送装置的主体与外部空气隔断,并且具有取出干燥后的被搬运物的排出口;
一氧化碳浓度计,检测出上述干燥用气体内的一氧化碳浓度;以及
至少使上述壳体内处于惰性状态的惰性状态形成机构,
当由上述一氧化碳浓度计检测出的一氧化碳浓度超过规定值时,则利用上述惰性状态形成机构使上述壳体内处于惰性状态。
本发明的第16方案在上述第1方案中,其特征在于,
上述被搬运物是煤炭,上述干燥用气体是升温后的空气,
设置有:壳体,该壳体存放该干燥输送装置的主体并将该干燥输送装置与外部空气隔断,并且具有取出干燥后的被搬运物的排出口;
检测上述干燥用气体的温度温度计;以及
至少使上述壳体内处于惰性状态的惰性状态形成机构,
当由上述温度计检测出的温度超过规定值时,则利用上述惰性状态形成机构使上述壳体内处于惰性状态。
本发明的第17方案在上述第14至第16方案中,其特征在于,
具备:飞散粒子捕集机构,将滞留在上述壳体内的干燥用气体导入,并对该干燥用气体所含的被粉碎物的飞散粒子进行捕集;以及
干燥后漏斗,贮存从上述壳体排出的干燥过的被粉碎物以及由上述飞散粒子捕集机构捕集的被粉碎物的微粒子,
当上述氧气浓度计、一氧化碳浓度计、温度计任一个的检测值超过规定值时,则利用上述惰性状态形成机构使上述飞散粒子捕集机构以及干燥后漏斗内处于惰性状态。
本发明的第18方案在上述第1方案中,其特征在于,
上述被搬运物是煤炭,
在上述一组驱动用轴体中的一方驱动用轴体的上方,设有将上述被搬运物投入到上述流动层形成搬运部件内的被搬运物供给机构,
该被搬运物供给机构具有粉碎上述被搬运物的粉碎机、和贮存粉碎后的上述被搬运物的干燥前漏斗,
设置有:检测该干燥前漏斗内的一氧化碳浓度的一氧化碳浓度计;以及
使上述干燥前漏斗内处于惰性状态的惰性状态形成机构,
当由上述一氧化碳浓度计检测出的一氧化碳浓度超过规定值时,则利用上述惰性状态形成机构使上述干燥前漏斗内处于惰性状态。
本发明的第19方案在上述第1方案中,其特征在于,
具备将上述被搬运物的原料粉碎而作为被搬运物的粉碎机,
该粉碎机具备:
在周壁形成喷出口的转子;以及
以包围该转子的周围的方式设置的例如粉碎机外壳等碰撞承受部件,
供给至旋转的上述转子内的上述原料因离心力而从上述喷出口喷出,与上述碰撞承受部件碰撞而被粉碎。
本发明的第20方案在上述第1方案中,其特征在于,
上述风箱从上述被搬运物的搬运方向的上游侧朝向下游侧依次配置有第1风箱、第2风箱、第3风箱,
在各风箱连接有附属设有鼓风机和换热器的暖风供给管,
在上述第1风箱、第2风箱、第3风箱上方,隔着转动的上述流动层形成搬运部件,与上述第1风箱、第2风箱、第3风箱对应地配置有第1独立防护罩、第2独立防护罩、第3独立防护罩,
在各独立防护罩分别连接有排气管,
与上述第1独立防护罩连接的排气管的前端与附属设置于上述第2风箱的鼓风机的吸入口连接,
与上述第2独立防护罩连接的排气管的前端与附属设置于上述第3风箱的鼓风机的吸入口连接。
本发明的第21方案在上述第20方案中,其特征在于,
在上述独立防护罩与独立防护罩之间,朝向移动的上述流动层形成搬运部件侧悬挂有柔软的板材。
本发明的第22方案在上述第20方案中,其特征在于,
配置在上述被搬运物的搬运方向下游侧的风箱的大小,比配置在被搬运物的搬运方向上游侧的风箱的大小大。
本发明的第23方案在上述第1至第22方案中,其特征在于,
上述被搬运物是褐煤。
本发明的第24方案是一种火力发电设备,具备:
搬运煤炭的输送装置;
使由该输送装置搬运来的煤炭燃烧而生成蒸汽的燃煤锅炉装置;以及
利用来自该燃煤锅炉装置的蒸汽进行旋转驱动的蒸汽涡轮机,
上述火力发电设备的特征在于,
上述输送装置是上述第1至第22方案的干燥输送装置,
将利用从上述蒸汽涡轮机抽出的蒸汽而升温了的空气作为上述干燥输送装置的干燥用气体使用。
本发明的第25方案是一种火力发电设备,具备:
搬运煤炭的输送装置;
使由该输送装置搬运来的煤炭燃烧而生成蒸汽的燃煤锅炉装置;以及
利用来自该燃煤锅炉装置的蒸汽进行旋转驱动的蒸汽涡轮机,
上述火力发电设备的特征在于,
上述输送装置是上述第1至第22方案的干燥输送装置,
将利用从上述燃煤锅炉装置排出的排出气体而升温了的空气作为上述干燥输送装置的干燥用气体使用。
本发明的第26方案在上述第24或第25方案中,其特征在于,
上述燃煤锅炉装置是在火炉的后部配置对流传热部,使在上述火炉上升的燃烧气体以在上述对流传热部下降的方式流动的两通路型锅炉装置。
本发明的第27方案在上述第24至第26方案中,其特征在于,
上述煤炭是褐煤。
发明的效果
本发明成为上述那样的结构,能够提供可有效且均匀地进行粗粒子的干燥的干燥输送装置以及具备该干燥输送装置的火力发电设备。
附图说明
图1是本发明的第1实施方式的干燥输送装置整体的系统图。
图2是该实施方式的干燥输送装置主体的概略结构图。
图3是该干燥输送装置主体所使的护板的立体图。
图4是图2A-A线上的放大剖视图。
图5是图2B-B线上的放大剖视图。
图6是表示护板的配置状态的概略侧视图。
图7是表示在流动层形成箱体内使褐煤粒子流动化而干燥后的情况的褐煤粒子的水分含有率的变化的特性图。
图8是表示将本发明的实施方式的干燥输送装置应用于火力发电系统的情况的第1应用例的系统图。
图9是用于说明图8中所示的火力发电系统的暖风的控制系统的主要部分放大系统图。
图10是表示将本发明的实施方式的干燥输送装置应用于火力发电系统的情况的第2应用例的系统图。
图11是用于说明图10中所示的火力发电系统的暖风的控制系统的主要部分放大系统图。
图12是本发明中应用的旋转式离心粉碎方式的粉碎机的概略俯视图。
图13是该粉碎机的侧视图。
图14是去掉了该粉碎机的一部分后的立体图。
图15是表示作为本发明的比较例而例举的锤式破碎机方式的粉碎机的概略结构的主视图。
图16是比较表示实施例1和比较例1中的原煤、煤粉、干煤保有的水分量的比例的图。
图17是比较表示实施例1和比较例1中的干燥输送装置的所需能量的图。
图18是本发明的第2实施方式的干燥输送装置的概略结构图。
图19是该干燥输送装置主体附近的立体图。
图20是该干燥输送装置内的潮湿空气线图。
图21是比较表示该干燥输送装置和比较例2的干燥装置的具体的性质和状态的图。
图22是表示风箱(独立防护罩)的分割数的不同引起的排出气体温度、空气流量以及热效率的图。
图23是本发明的第3实施方式的干燥输送装置的概略结构图。
图24是提出的带干燥装置的煤炭搬运装置的立体图。
图25是以往提出的其他带干燥装置的煤炭搬运装置的概略结构图。
具体实施方式
以下,与附图一起说明本发明的实施方式。首先,对干燥输送装置的结构进行说明。
(第1干燥输送装置的结构)
图1是本发明的实施方式的干燥输送装置整体的系统图。
如图1所示,该干燥输送装置主要包括:干燥输送装置主体1;向该干燥输送装置主体1供给例如煤炭(褐煤)等未干燥的粗粒子2的粗粒子供给机构3;向干燥输送装置主体1供给干燥用的暖风的暖风供给机构4;以及捕集飞散的干燥过的微粒子的飞散粒子捕集机构5。
下面对上述干燥输送装置主体1的结构等进行说明。
上述粗粒子供给机构3具备:贮存粉碎成粗粒子2之前的原料6的原料仓7;设置在该原料仓7之下并将上述原料6粉碎成规定的大小的粉碎机8;贮存粉碎而生成的粗粒子2的干燥前漏斗9;设置在该干燥前漏斗9之下的第1闸阀10;设置在该第1闸阀10之下的第2闸阀11;以及设置在上述第1闸阀10与第2闸阀11之间的计量管部12(参照图2)。
如图2所示,上述第1闸阀10以及第2闸阀11能够分别由缸体13分别驱动。另外,上述计量管部12的下端部插入干燥输送装置主体1(后述的壳体20)内(参照图2)。
上述暖风供给机构4具备吸引挡板14、鼓风机15和换热器16,供给至换热器16的空气例如由从蒸汽涡轮机80(参照图8)抽出的蒸汽等加热。
上述飞散粒子捕集机构5具有旋风分离器18和设置在该旋风分离器18之下的回转密封件19。
图2是上述干燥输送装置主体1的概略结构图,图3是该干燥输送装置主体1所使用的护板的立体图,图4是图2A-A线上的放大剖视图,图5是图2B-B线上的放大剖视图,图6是表示护板的配置状态的概略侧视图。
该干燥输送装置主体1在沿着粗粒子2的搬运方向延伸的壳体20的内侧的高度方向的大致中间位置配置有平板输送机21。该壳体20存放平板输送机21,与外部空气隔断。上述平板输送机21架设于隔有规定间隔地配置的驱动带轮22与张紧带轮(从动带轮)23之间。平板输送机21的张力能够由附属设于张紧带轮23的张力设定器24来设定,由此能够调整平板输送机21的伸展或弯曲。
平板输送机(エプロンコンベア)21由链式输送机(チェーンコンベア)构成,在其上排列有多个护板25,以能够转动的方式安装。如图3所示,该护板25具有:底板26;从该底板26的护板25的移动方向下游侧端部立起设置的背面板27;以及为了加强而从两侧面连结底板26和背面板27的侧面形状呈大致三角形的加强板28a、28b。
该护板25的移动方向上游侧、左右侧面的大半和上方敞开。如图3至图6所示,上述护板25的移动方向上游侧由邻接的前一个护板25的背面板27闭塞。护板25的左右侧面由其左右侧面对应地设置在壳体20内的板状的漏气防止部件41a、41b覆盖。如图2、图6所示,该漏气防止部件41延伸为和驱动带轮22与张紧带轮23的间隔大致相同的长度。此外,在图3中,由于设计图复杂,因此省略跟前侧的漏气防止部件41b的图示。
利用上述底板26、从该底板26立起设置的背面板27、邻接的前一个护板25的背面板27以及漏气防止部件41a、41b,在护板25的内侧形成容纳粗粒子2的容纳空间32(参照图4)。如图4、图5所示,漏气防止部件41a、41b的上端部成为敞开状态。
在上述底板26形成有多个暖风吹出孔29。在本实施方式中,作为底板26,使用了形成多个暖风吹出孔29的冲孔板,但也可以使用金属丝网等。并且,如图4所示,在各护板25的左侧的加强板28a的下端部附近,设有用于检测护板25的到来的板状的被检测部31。另外,用于检测护板25来到计量管部12之下的情况的位置传感器43,固定在护板25(被检测部31)的附近。
本实施方式的情况下,配置有张紧带轮23的一侧成为粗粒子2的供给侧,配置有驱动带轮22的一侧成为粗粒子2的排出侧,粗粒子2从张紧带轮23沿驱动带轮22的方向间歇地被搬运,箭头X(参照图2)表示该搬运方向。
因此,如图2所示,上述粗粒子供给机构3的计量管部12的下端部贯通张紧带轮23的上方的壳体部分,延伸到护板25附近。另一方面,在驱动带轮22的下方的壳体部分形成有干燥过的粗粒子2的排出口33。
如后文所述,在使粗粒子2从上述计量管部12的下端部落下并容纳在上述护板25的容纳空间32时,存在粗粒子2的一部分从护板25的暖风吹出孔29向平板输送机21内落下的情况。为了防止这种情况,如图2以及图4所示,在护板25之下设置有供给侧闭塞板34a,该供给侧闭塞板34a用于堵塞来到计量管部12的下侧的护板25的暖风吹出孔29。另外,在驱动带轮22的附近也设置有排出侧闭塞板34b,该排出侧闭塞板34b用于防止粗粒子2从暖风吹出孔29落下。
如图2所示,在供给侧闭塞板34a与排出侧闭塞板34b之间,沿粗粒子2的搬运方向X在护板25的下侧连续地设置有多个风箱35。如图5所示,风箱35具有:朝向一方端较低地倾斜的底板36;从该底板36立起设置的两侧板37a、37b;以及安装在短的一方侧板37a上的暖风导入管38,风箱35的上方开口部与护板25的底板26相对。
在与具有上述暖风导入管38的短的一方的侧板37a相反侧的长的一方的侧板37b的下端部附近或底板36的较低的一方的端部,设有落下粒子排出孔39。另外,如图1所示,在各风箱35的暖风导入管38分别连接有从上述暖风供给机构4延伸的暖风供给管40。
并且,在壳体20的内侧底面上,沿壳体20的长度方向配置有清扫用链式输送机44。该清扫用链式输送机44通过驱动带轮45和从动带轮46,总是或以规定的时间间隔沿箭头Y方向旋转驱动,以便清扫壳体20的内侧底面。
在本实施方式中,壳体20的内侧底面成为水平状态,但如将壳体20的内侧底面设置成朝向排出口33侧稍微变低地倾斜,则上述清扫用链式输送机44的清扫效率变得良好。
如图2所示,在壳体20的上面部,连接有向旋风分离器18侧延伸的微粒子捕集配管47。另一方面,从回转密封件19延伸的微粒子输送配管48从壳体20的外部向排出口33侧延伸。
另外,如图1所示,通过旋风分离器18从煤炭微粒子分离的空气利用空气返回配管52和鼓风机53返回换热器16的上游侧。
接着,对该干燥输送装置的动作进行说明。
(干燥输送装置的动作)
如图1所示,由贮存在原料仓7的例如水分含有率为40~50重量%左右的湿润的褐煤构成的原料6被粉碎机8粉碎而成为粒子的粒径主要以1~10mm的粗粒子2为主体的、平均粒径为2mm左右的粒子,并贮存到干燥前漏斗9。
此外,上述的粒子的粒径分布根据原料炭的性质和状态及粉碎的程度等各种条件而变动,也包含粒径150μm以下的微粒子。
并且,若在关闭了下侧的第2闸阀11的状态下打开上侧的第1闸阀10,则干燥前漏斗9内的粗粒子2的一部分通过第1闸阀10并填充到计量管部12(参照图2)内,进行相当于计量管部12的容积的粗粒子2的计量。将粗粒子2填充在计量管部12内之后,关闭第1闸阀10。这些闸阀10、11的开闭动作,通过分别附属设置的缸体13(参照图2)来进行。
如图2所示,平板输送机21沿搬运方向X间歇地或连续地进行转动移动,如图4所示,通过附属设置在护板25上的被检测部31与位置传感器43的相互作用来检测护板25来到计量管部12的下侧的情况。在护板25来到计量管部12的下侧时,如图4所示,该护板25的全部的暖风吹出孔29被供给侧闭塞板34堵塞。
在该状态下,若打开上述第2闸阀11,则贮存在计量管部12内的粗粒子2向护板25的容纳空间32内落下。粗粒子2落下后,第2闸阀11自动地关闭,准备下一次的计量。如上所述,由于护板25的暖风吹出孔29被闭塞板34堵塞,因此所投入的粗粒子2不会从暖风吹出孔29落下,适当地维持计测量。
图4表示将这样计量后运出(切り出)的粗粒子2容纳到护板25内的状态,在这时候在护板25内没有吹入后述的暖风49,因此由粗粒子2形成的层成为静止层,在容纳空间32的上部剩余有足够的空间部50。
如图1以及图5所示,由暖风供给机构4(参照图1)生成、供给的暖风49被吹入各风箱35(参照图5)。另一方面,伴随上述护板25的移动,若形成于该底板26的暖风吹出孔29通过闭塞板34,则在风箱35内敞开暖风吹出孔29,导入风箱35内的暖风49从护板25的底部吹入,粗粒子2开始处于流动化51。
暖风49仅单纯地通过粗粒子2之间只能使粗粒子2的一面干燥,但如本实施方式那样,通过使粗粒子2浮起并以无方向、不规则状处于流动化51,从而能够使粗粒子2的整个面均匀且迅速地干燥。
为了避免作为流动化吹起的粗粒子2从护板25吹出,设有上述漏气防止部件41a、41b。
在干燥的过程中,粗粒子2的比重逐渐下降而变轻,因此如图2所示,风箱35沿粗粒子2的搬运方向X被分割为多个,对照粗粒子2的比重进行暖风49的风量的调整。若不进行该暖风49的调整,则存在粗粒子2的一部分在干燥中途从风箱35吹出而落下、或自然起火的危险,因而不推荐。关于对照粗粒子2的干燥状态的暖风49的风量调整,将在后文进行说明。
粗粒子2在多个风箱35之上通过而被干燥至所希望的水分含有率(本实施例的褐煤的情况下为5~10重量%左右),如图2所示,当护板25在驱动带轮22的周围从上侧向下侧转动时自动地倾斜倒下,最终成颠倒的状态,从而干燥后的粗粒子2向排出口33侧落下,从壳体20被取出。
如图2所示,在驱动带轮22的斜下方设有多个空气喷出喷嘴42,该多个空气喷出喷嘴42用于在护板25上存在残留的粗粒子2时将其强制性地吹落。然后,颠倒的护板25在该空气喷出喷嘴42之下通过,从空气喷出喷嘴42高速喷射的空气通过形成于护板25的底板26上的暖风吹出孔29而将附着在护板25内的粗粒子2吹落。该空气的高速喷射还兼做暖风吹出孔29以及护板25的内表面的清扫,从而能够总是维持护板25内的粗粒子2的适当的流动化状态。
这样,落到壳体20的底面的粗粒子2、或者从风箱35的落下粒子排出孔39落到壳体20的底面的粗粒子2,由清扫用链式输送机44向排出口33侧被扫出。从上述风箱35的落下粒子排出孔39落到壳体20的底面的粗粒子2也可以与暖风49充分地接触而干燥,然后与其他干燥后的粗粒子2一起从排出口33排出。
另一方面,利用暖风49而飞扬的微粒子通过微粒子捕集配管47而被旋风分离器18捕集,经由回转密封件19而由微粒子输送配管48送向壳体20的排出口33侧。此外,利用暖风49而飞扬的微粒子与粗粒子2相比较,干燥时间快,因此在向旋风分离器18搬运的过程中完成干燥,因此从微粒子输送配管48直接排出而与其他干燥后的粗粒子2混合也可以。
如图2所示,由于使最终的风箱35(在图2中为右端的风箱35)与驱动带轮22邻接在构造上困难,因此在最终的风箱35与驱动带轮22之间必然产生缝隙。为此在本实施方式中,在最终的风箱35与驱动带轮22之间设置排出侧闭塞板34b,来堵塞在其之间通过的护板25的暖风吹出孔29,由此防止干燥后的粗粒子2向驱动带轮22的附近一带落下。
图7是表示在底板上形成多个暖风吹出孔、制成上方开口的流动层形成箱体、并使褐煤粒子在该箱体内流动化而干燥的情况的褐煤粒子的水分含有率的变化的特性图。
图中的黑圆圈标志表示使用了干燥前的水分含有率为53重量%、平均粒径为2mm的莱茵煤(ライン炭)(德国产)的情况,黑四角标志表示使用了干燥前的水分含有率为43重量%、平均粒径为2mm的Batsurona煤(バツロナ炭)(苏门达腊/印度尼西亚产)的情况。两者都设定为送给暖风之前的上述箱体内的褐煤层厚为50mm、暖风的温度为115℃、暖风的流速为50L/min来进行实验。
如该图所示,由于褐煤的产地不同,水分含有率大不相同,但若一边从上述暖风吹出孔向箱体内吹出上述暖风一边使箱体内的褐煤粒子流动化而进行干燥,则5分钟后两方的褐煤粒子的水分含有率都急剧下降到10重量%以下,干燥时间10分钟后,水分含有率下降到5重量%。这被认为是褐煤粒子的流动化得到的干燥效果。
此外,在本发明的发明人的其他实验中可知,暖风(干燥空气)的温度为大约110~160℃、暖风的流速为大约40~100L/min的范围为宜。
然而,作为与粒子(流动介质)的流动状态相关的指标,有未填充介质的塔内的剖面平均流速、即用塔剖面面积除以在塔内通过的空气的体积流量得到的值来表示的空塔速度。
在该空塔速度比流动化开始速度(Umf)小的条件下,空气仅在介质的缝隙内流动,介质为静止状态。
为了形成稳定且压力损失小的流动层,一般使空塔速度为0.8~1.2m/s的情况较多。
另一方面,从流动层的干燥的观点出发,空塔速度越高越能在短时间进行干燥,能够实现装置的小型化。
若空塔速度比依赖于粒子的粒子直径和质量的浮游速度(Ut、以下有时也称为完结速度)高,则粒子成为浮游状态而开始飞散。伴随于此,流动层的压力损失也增大。此外,在其前阶段,成为介质整体重复块状的上升、落下和崩溃的称为造渣的状态,存在压力变动而成为不均匀的状态的情况。
在本发明的实施例的干燥输送装置中,作为效率良地进行干燥的粒子直径,使用粗粉碎成平均粒径2mm、最大粒径10mm以下程度的煤炭。
但是,在实验中确认到存在下述情况,即、在上述的流动层的一般的空塔速度的范围0.8~1.2m/s,在作为搬运部件的护板25内局部地发生未实现流动化的流动停滞区域的情况。
具体而言,在被粗粉碎而供给至输送器上之后的粒子中的水分较多的阶段,在护板25的底板26与背面板27以及加强板28a、28b接合的角部附近发生了流动停滞区域。
此外,搬运部件并不限于护板25,其他形状、例如料斗状的构件也同样。
在该流动停滞区域中,在使用挥发量较多的褐煤等的煤炭的情况下,存在煤炭利用干燥用空气的热蓄热而自然起火的、所谓发生焰火燃烧的可能性。因此,关于护板25内的粒子的流动状态,以不发生流动停滞区域的空塔速度运用。
具体而言,如果使容纳空间32内的空塔速度为1.2~3.0m/s、优选为1.8~2.5m/s,则能够防止流动停滞区域的发生,压力损失的增大也能够抑制到最小限度。
这样,通过采用比一般的流动层高的空塔速度,能够将容纳空间32内的干燥褐煤粒子主动分级,来促进干燥。
如上所述,被粗粉碎后的粒子中也包含粒径150μm以下的微粒子,关于特定的炭种类,在粗粉碎成上述的平均粒径2mm、最大粒径10mm以下程度的情况下,占整体的2重量%程度。
在流动层内,在粒子与干燥用气体接触而进行干燥的过程中,反复相互碰撞的同时崩溃而粒径变小。随着这种细微化的进行,最终从干燥输送装置排出的干煤(例如、水分10重量%以下)中,粒径150μm以下的微粒子的比例达到整体的大约20重量%程度。
在此,作为暖风的空塔速度小于完结速度的粒子在容纳空间32内流动的同时被干燥。水分减少而变轻,成为暖风的空塔速度大于完结速度的粒子从容纳空间32飞散。
粒径小的粒子比粒径大的粒子容易干燥,随着水分的减少,在短时间内达到暖风的空塔速度大于完结速度的条件。
飞散的粒子除了在容纳空间32内的流动、干燥以外,在飞散移动过程中也被暖风的余热干燥。
在粒径小的粒子飞散后,由于粒径小的粒子不存在,因此残留于流动层的粒径大的粒子以相对更多的暖风被干燥。因此,关系到整体干燥时间的缩短。
图8是将本发明的实施方式的干燥输送装置应用于火力发电系统的情况的第1应用例的系统图。
本发明作为火力发电系统的锅炉装置,能够应用于下述锅炉装置,即、在火炉的后部配置对流传热部(对流通路),且以在火炉内上升的燃烧气体在该对流通路下降的方式流动的、所谓两通路型锅炉装置;以及在火炉的上部连续地配置对流通路而成为一体的结构,且以在火炉内上升的燃烧气体以在该对流通路进一步上升的方式流动的塔型锅炉装置。
本图表示的是应用于两通路型锅炉装置的例子。
以往,在以高水分的煤炭为燃料如褐煤那样直接燃烧的锅炉装置中,从燃烧性、着火性的观点出发,需要在火炉内形成火焰球来进行燃烧。因此,采用火炉水平剖面为大致正方形并在拐角部配置燃烧器而形成火焰球的燃烧方式的塔型锅炉装置。
在以高水分的煤炭为燃料而直接燃烧的锅炉装置中,由于煤炭中的水分的蒸发,火炉和对流通路的容量变大对应排出气体量增加的量。
塔型的锅炉装置由于对流通路和火炉连续地一体构成,两者的剖面面积大致相同,因此不能对照最佳的气体流速来设计对流通路的剖面面积,从而整体具有锅炉内容积进一步变大的倾向。
由此,就以高水分的煤炭为燃料而直接燃烧的塔型的锅炉装置而言,装置的高度高,1000MW级的锅炉装置达到大约160m。
另一方面,即使是褐煤那样的高水分的煤炭,如果应用本发明的干燥输送装置来降低水分,则即使在火炉内不形成火焰球,燃烧性、着火性也不成为问题。因此,火炉水平剖面不仅能够做成大致正方形,而且还能够做成长方形。
因此,能够采用在火炉壁面的一面或相对于的两个壁面配置多个级、多个列的燃烧器并在每个燃烧器形成火炎的燃烧方式的两通路型锅炉装置。
在该两通路型锅炉装置中,具有能够在火炉宽幅方向调整剖面热负荷的优点。并且,由于对流通路不与火炉一体化,因此能够根据燃烧气体流速将对流通路的构造设计成最佳尺寸。因此,具有实现锅炉装置的小型化的优点。
(第1火力发电系统的概略结构)
通过干燥调整为所希望的水分含有率(在本实施方式中为10重量%)的干燥过的褐煤粒子61贮存于干燥后漏斗62。该干燥过的褐煤粒子61经由回转密封件63以及风扇碾磨机(ファンミル)64被气流搬运至燃煤锅炉装置65的燃烧器(未图示)。
上述回转密封件63为两级式,基于给煤指令信号进行开闭。
上述风扇碾磨机64作为旋转冲击部件(粉碎用滚子)在装置内部具备风扇,该风扇兼具上述的粉碎用滚子和气流搬运机构的功能,是适合于褐煤等的粉碎的碾磨机。向该风扇碾磨机64供给高温的燃烧用空气66,将通过风扇碾磨机64而进一步成为微粉的褐煤粒子伴随燃烧用空气66被搬运至锅炉装置65。
若从上述干燥后漏斗62将干燥后的褐煤粒子61投入到风扇碾磨机64内,则伴随于此,风扇碾磨机64内的高温燃烧用空气66流入到回转密封件63的出口挡板附近,温度上升。伴随该温度上升,贮存于干燥后漏斗62的干燥过的褐煤粒子61存在自然起火的危险性。因此在本实施方式中,向干燥后漏斗62与风扇碾磨机64之间的配管供给冷空气115,防止干燥过的褐煤粒子61的自然起火。
另一方面,利用推入鼓风机(FDF)67并通过空气予热器68来向锅炉装置65的风箱69供给燃烧用空气66,参与上述褐煤粒子61的燃烧。由该燃烧生成的排出气体经由上述空气予热器68、第1换热器70、电动吸尘器(EP)71、诱导式鼓风机(IDF)72、第2换热器73以及脱硫装置74等,从烟囱75向大气放出。
由上述第1换热器70、第2换热器73、设置在两者之间的热介质箱76、加温循环泵77、配置在后述的暖风供给机构侧的第3换热器78、热介质循环配管79、在它们之间进行循环的热介质(未图示)构成第1暖风热源系统。
另一方面,在低压蒸汽涡轮机80中结束了运行的蒸汽被送到冷凝器81,抽出该蒸汽的一部分送到第4换热器82,经由该第4换热器82之后被送到上述冷凝器81。图中的83是凝泵。
由上述第4换热器82、热介质箱84、加温循环泵85、配置在后述的暖风供给机构侧的第5换热器86、热介质循环配管87、在它们之间进行循环的热介质(未图示)构成第2暖风热源系统。另外,在上述热介质循环配管87的中途设有温度调整部89,该温度调整部89使用在上述锅炉装置65生成的加热蒸汽88的一部分使用,来进行在上述热介质循环配管87中循环的热介质的温度调整。
此外,上述热介质循环配管87的一部分作为传热管铺设在上述干燥后漏斗62内,进行贮存在漏斗62内的干燥后的褐煤粒子61的温度调节,由此抑制褐煤粒子61的再吸湿而将水分含有率维持在规定的范围内。特别是,由于褐煤具有多孔结构,因此容易保有较多的水分,另外,通过进行干燥而表现出吸湿性。
在本实施方式中,将构成上述第2暖风热源系统的热介质循环配管87的一部分铺设在上述干燥后漏斗62内,但也可以将上述第1暖风热源系统的热介质循环配管79的一部分铺设在上述干燥后漏斗62内。
从原料仓7供给的块状的褐煤60通过多个粉碎机8a、8b、8c以及振动筛90而被粉碎至1mm程度的粒径,作为粗粒子2被投入到干燥前漏斗9。然后,以与驱动干燥输送装置1的搬运时刻同步的方式分别驱动闸阀10、11,由上述干燥前漏斗9进行粗粒子2的定量运出并投入到护板25内。
另一方面,通过从护板25的下部供给的暖风49而处于流动化并被干燥(除湿)了的干燥过的褐煤粒子61从干燥输送装置主体1的排出口33被投入到上述干燥后漏斗62。在该干燥后漏斗62设有用于检测褐煤粒子61的层高的物位传感器91,基于来自该物位传感器91的检测信号,进行使干燥输送装置主体1的驱动带轮22旋转的马达92的旋转控制(ON/OFF控制)。通过上述褐煤粒子61的层高控制,来维持用于保持真空的漏斗62内的最低炭层厚度。
通过上述粗粒子2的干燥(除湿),包含湿气和微粒子的暖风通过微粒子捕集配管47被导入旋风分离器18,微粒子由旋风分离器18分离后被供给至上述干燥后漏斗62。
从旋风分离器18出来的暖风通过暖风循环配管93而经由第6换热器94被热回收,然后被导入到汽水分离器95,暖风中的湿气通过循环的冷却水96而作为冷凝水被回收。符号97是冷凝水箱,积存在该冷凝水箱97的冷凝水被送到水处理装置(未图示)实施适当的处理。
通过了汽水分离器95的空气被湿气分离器98进一步除湿,然后,经由上述第6换热器94而被加热,在暖风循环风扇99升压并被供给至干燥输送装置主体1。符号112是吸引通过上述湿气分离器98后的空气的一部分的真空泵。
由于褐煤具有自然起火的危险性,因此具备氮气产生装置主体100、积存产生的氮气的氮气贮存器101、向暖风循环配管93及上述风扇碾磨机64供给氮气的氮气供给配管102、设置在该氮气供给配管102的中途的氮气供给阀103、以及设置在暖风循环配管93的中途的氧气浓度计104。
并且,在使用褐煤的情况下,利用上述氧气浓度计104监视暖风中的氧气浓度,当氧气浓度比规定值高时,打开氮气供给阀103注入氮气,由此能够使暖风循环系统以及风扇碾磨机64的内部处于褐煤不会自然起火的惰性的状态。
另外,在例如暖风循环配管93等暖风流通路径上设置CO浓度计105a,并且将惰性蒸汽配管107连接于需要惰性蒸汽106的部位、例如干燥输送装置主体1、干燥前漏斗9、旋风分离器18、干燥后漏斗62、风扇碾磨机64等。
并且,在上述氮气供给配管102的一部分经由阀108连结惰性蒸汽后备配管(バックアップ配管)109,然后将该惰性蒸汽后备配管109的前端部连结于上述惰性蒸汽配管107。
而且,在干燥前漏斗9也设置CO浓度计105b,而且设置用于计测干燥输送装置主体1的出口暖风温度的出口暖风温度计113。上述CO浓度计105a、105b以及出口暖风温度计113的检测信号由切换器114定期取入。
例如在火力发电系统跳闸时,首先,使用上述的氮气供给系统向需要部位注入氮气直到系统内的氧气浓度低于规定值,使系统内处于惰性状态。万一CO浓度上升了的情况下,再次注入氮气直到达到规定的氧气浓度。
另外,在干燥输送装置主体1的出口暖风温度上升了的情况下,连续注入惰性蒸汽106直到温度低于规定值。该惰性蒸汽106能够利用例如由锅炉装置65得到的辅助蒸汽来减压、降温。
如图8所示,在利用粉碎机8粉碎褐煤60时,还预想由于混入到原料中的石头或铁矿石等杂质而产生火花,而使贮存在干燥前漏斗9的粗粒子2自然起火的情况,因此如上所述,在干燥前漏斗9也设置有CO浓度计105b。并且监视漏斗内的CO浓度,若有粗粒子2的自然起火的予兆,则向干燥前漏斗9内注入惰性蒸汽106,将自然起火防止于未然。
图9是用于说明图8中所示的火力发电系统的暖风的控制系统的主要部分放大系统图。
如上所述,在进行粗粒子2的干燥的过程中,粗粒子2中的水分逐渐变少而变轻,因此需要按照风箱35的位置供给与粗粒子2的干燥程度(比重)相称的风量的暖风49。
因此,在本实施方式中,风箱35从粗粒子搬运方向X的上游侧朝向下游侧分为风箱35a、35b、35c、35d这四个,向该风箱35输送暖风的暖风循环配管93也从中途分支为第1暖风循环配管93a和第2暖风循环配管93b这两个系统。并且,上述第1暖风循环配管93a与搬运方向下游侧的两个风箱35c、35d连接,上述第2暖风循环配管93b与搬运方向上游侧的两个风箱35a、35b连接。
另外,在上述第1暖风循环配管93a的中途设有利用排出气体的热的上述第3换热器78(参照图5)、配置在该第3换热器78的暖风流动方向上游侧的第1阀110a、以及配置在第3换热器78的暖风流动方向下游侧的第1温度计111a。同样,在上述第2暖风循环配管93b的中途设有利用从蒸汽涡轮机80抽出的蒸汽的热的上述第5换热器86(参照图5)、配置在该第5换热器86的暖风流动方向上游侧的第2阀110b、以及配置在第5换热器86的暖风流动方向下游侧的第2温度计111b。
这样,在本实施方式中,成为如下结构,即、将多个风箱35分为粗粒子搬运方向上游侧的风箱35a、35b和下游侧的风箱35c、35d这两组,向上游侧的风箱35a、35b供给的暖风49的风量控制通过监视第2温度计111b的检测信号并调整第2阀110b的开度来进行。另外,向下游侧的风箱35c、35d供给的暖风49的风量控制通过监视第1温度计111a的检测信号并调整第1阀110a的开度来进行。
向下游侧的风箱35c、35d供给的暖风49的风量,设定为比向上游侧的风箱35a、35b供给的暖风49的风量少。
在本实施方式中,作为暖风49的热源,利用排出气体的热和从蒸汽涡轮机80抽出的蒸汽的热,一般从蒸汽涡轮机80抽出的蒸汽的温度比排出气体高,因此利用从蒸汽涡轮机80抽出的蒸汽的热,进行向粗粒子搬运方向上游侧的风箱35a、35b供给的暖风49的温度控制,利用排出气体的热进行向粗粒子搬运方向下游侧的风箱35c、35d供给的暖风49的温度控制。
此外,在本实施方式中,上述第3换热器78和第5换热器86与图1所示的换热器16对应。
本实施方式的干燥输送装置主体1以一台干燥时间为数分钟程度的方式设有粗粒子2的运出量、干燥输送装置主体1的搬运速度、暖风49的风量以及温度等干燥条件。
另外,干燥输送装置主体1不是一台而是多台并排设置,成为将由各干燥输送装置主体1得到的干燥过的褐煤粒子61集中于干燥后漏斗62的系统。
图10是表示将本发明的实施方式的干燥输送装置应用于火力发电系统的情况的第2应用例的系统图。
(第2火力发电系统的概略结构)
贮存于干燥后漏斗62的干燥过的褐煤粒子61经由回转密封件63供给至风扇碾磨机64。向该风扇碾磨机64供给高温的燃烧用空气66,通过风扇碾磨机64的风扇而进一步成为微粉的褐煤粒子伴随燃烧用空气66被搬运至锅炉装置65。
由于来自风扇碾磨机64的传热,漏斗62内的干燥过的褐煤粒子61存在自然起火的危险,因此向漏斗62与风扇碾磨机64之间的配管供给冷空气115。
另一方面,利用推入鼓风机(FDF)67并通过空气予热器68来向锅炉装置65的风箱69供给燃烧用空气66,参与上述褐煤粒子61的燃烧。由该燃烧生成的排出气体经由上述空气予热器68、第1换热器70、电动吸尘器(EP)71、诱导式鼓风机(IDF)72、第2换热器73以及脱硫装置74等,从烟囱75向大气放出。
由上述第1换热器70、第2换热器73、设置在两者之间的热介质箱76、加温循环泵77、配置在后述的暖风供给机构侧的第3换热器78、热介质循环配管79、在它们之间进行循环的热介质(未图示)构成第1暖风热源系统。
另一方面,在低压蒸汽涡轮机80中结束了运行的蒸汽被送到冷凝器81,并抽出该蒸汽的一部分送到配置在上述第3换热器78的暖风供给方向下游侧的第6换热器116。在第6换热器116进行热交换而生成的凝汽水经由排放槽117、排水泵118以及低压加热排放槽(ヒータドレンタン)119,与来自凝泵83的冷凝水一起向系统外排出。
由向第6换热器116供给从上述低压蒸汽涡轮机80抽出的蒸汽的蒸汽供给配管120、和该第6换热器116构成第2暖风热源系统。
从原料仓7供给的块状的褐煤60通过多个粉碎机8a、8b以及振动筛90而被粉碎至1mm程度的粒径,作为粗粒子2被投入到干燥前漏斗9。
由上述振动筛90分出的木片等生物物质被生物压碎机121粉碎,并与粗粒子2一起被投入到干燥前漏斗9。然后,以与干燥输送装置1的搬运时刻同步的方式分别驱动闸阀10、11,由上述干燥前漏斗9进行粗粒子2的定量运出并投入到护板25内。
另一方面,暖风49用的空气利用吸引挡板14和鼓风机15从空气取入口122被取入,由上述第3换热器78和第6换热器116加热而成为暖风49,并从各护板25的下部被供给。
在本实施方式中,作为暖风49的热源,利用由上述第3换热器78得到的排出气体的热、和从基于上述第6换热器116的蒸汽涡轮机80抽气的蒸汽的热这两者,但也可以仅利用一方的例如从蒸汽涡轮机80抽出的蒸汽的热来生成暖风49。
通过暖风49处于流动化而被干燥了的干燥过的褐煤粒子61从干燥输送装置主体1的排出口33被投入到上述干燥后漏斗62。在该干燥后漏斗62设有用于检测褐煤粒子61的层高的物位传感器91,基于来自该物位传感器91的检测信号,进行使干燥输送装置主体1的驱动带轮22旋转的马达92的旋转控制(ON/OFF控制)。通过上述褐煤粒子61的层高控制,来维持用于保持真空的漏斗62内的最低炭层厚度。
由于上述粗粒子2的干燥,包含微粒子的暖风由微粒子捕集配管47导入旋风分离器18,微粒子由旋风分离器18分离,被供给至上述干燥后漏斗62。
另一方面,从旋风分离器18出来的暖风通过排气配管123以及排气风扇124,向上述脱硫装置74的上游侧配管排气。
由于褐煤具有自然起火的危险性,因此具备氮气产生装置主体100、积存产生的氮气的氮气贮存器101、向暖风循环配管124及上述风扇碾磨机64供给氮气的氮气供给配管102、设置在该氮气供给配管102的中途的氮气供给阀103、以及设置在暖风循环配管123的中途的氧气浓度计104。
并且,在使用褐煤的情况下,利用上述氧气浓度计104监视暖风中的氧气浓度,当氧气浓度比规定值高时,打开氮气供给阀103注入氮气,由此能够使暖风循环系统以及风扇碾磨机64的内部处于褐煤不会自然起火的惰性的状态。
另外,在例如排气配管123等暖风流通路径上设置CO浓度计105a,并且将惰性蒸汽配管107连接于需要惰性蒸汽106的部位、例如干燥输送装置主体1、干燥前漏斗9、旋风分离器18、干燥后漏斗62、风扇碾磨机64等。
并且,在上述氮气供给配管102的一部分经由阀108连结惰性蒸汽后备配管109,然后将该惰性蒸汽后备配管109的前端部连接于上述惰性蒸汽配管107。
而且,在干燥前漏斗9也设置CO浓度计105b,而且设置用于计测干燥输送装置主体1的出口暖风温度的出口暖风温度计113。上述CO浓度计105a、105b以及出口暖风温度计113的检测信号由切换器114定期取入。
例如在火力发电系统跳闸时,首先,使用上述的氮气供给系统向需要部位注入氮气直到系统内的氧气浓度低于规定值,使系统内处于惰性状态。万一CO浓度上升了情况下,再次注入氮气直到达到规定的氧气浓度。
另外,在干燥输送装置主体1的出口暖风温度上升了的情况下,连续注入惰性蒸汽106直到温度低于规定值。该惰性蒸汽106能够利用例如由锅炉装置65得到的辅助蒸汽来减压、降温。
如图10所示,在利用粉碎机8粉碎褐煤60时,还预想由于混入到原料中的石头或铁矿石等杂质而产生火花,而使贮存在干燥前漏斗9的粗粒子2自然起火的情况,因此如上所述,在干燥前漏斗9也设置有CO浓度计105b。并且监视漏斗内的CO浓度,若有粗粒子2的自然起火的予兆,则向干燥前漏斗9内注入惰性蒸汽106,将自然起火防止于未然。
图11是用于说明图10中所示的火力发电系统的暖风的控制系统的主要部分放大系统图。
如上所述,在进行粗粒子2的干燥的过程中,粗粒子2中的水分逐渐变少而变轻,因此需要按照风箱35的位置供给与粗粒子2的干燥程度(比重)相称的风量的暖风49。
因此,在本实施方式中,风箱35从粗粒子搬运方向X的上游侧朝向下游侧分为风箱35a、35b、35c、35d这四个,向该风箱35输送暖风的暖风供给配管124也从中途分支为第1暖风供给配管124a和第2暖风供给配管124b这两个系统。并且,上述第1暖风供给配管124a与搬运方向下游侧的两个风箱35c、35d连接,上述第2暖风供给配管124b与搬运方向上游侧的两个风箱35a、35b连接。
另外,在上述第1暖风供给配管124a的中途设有第1阀110a和第1温度计111a。同样,在第2暖风供给配管124b的中途设有第2阀110b和第2温度计111b。
这样,在本实施方式中,成为如下结构,即、将多个风箱35分为粗粒子搬运方向上游侧的风箱35a、35b和下游侧的风箱35c、35d这两组,向上游侧的风箱35a、35b供给的暖风49的风量控制通过监视第2温度计111b的检测信号并调整第2阀110b的开度来进行。另外,向下游侧的风箱35c、35d供给的暖风49的风量控制通过监视第1温度计111a的检测信号并调整第1阀110a的开度来进行。
向下游侧的风箱35c、35d供给的暖风49的风量设定为比向上游侧的风箱35a、35b供给的暖风49的风量少。
本实施方式的干燥输送装置主体1以一台干燥时间为数分钟程度的方式设定粗粒子2的运出量、干燥输送装置主体1的搬运速度、暖风49的风量以及温度等干燥条件。
另外,干燥输送装置主体1不是一台而是多台并排设置,成为将从各干燥输送装置主体1得到的干燥后的褐煤粒子61集中于干燥后漏斗62的系统。
在上述实施方式中,在护板(容纳并搬运粗粒子的搬运部件)的底面设置多个孔状的暖风导入部、即暖风吹出孔,但暖风导入部也可以由网眼或多个狭缝构成。
在上述实施方式中,表示了将风箱分为上游侧和下游侧这两个组、在各组配置两个风箱的例子,组的个数以及每组的风箱个数能够根据需要来变更。
图12至图14是表示在本发明中应用的粉碎机的其他例子的图,图12是该粉碎机的概略俯视图,图13是该粉碎机的侧视图,图14是去掉了该粉碎机的一部分后的立体图。
(粉碎机的其他例子)
该粉碎机131是旋转式离心粉碎方式的粉碎机(也有称为破碎机的情况)。具体的结构为,在呈圆筒状并处于固定状态的外壳132的内侧,如图14所示,与外壳132的底部133隔有间隔地配置有呈圆筒状的转子134。
转子134固定于旋转轴135的上部,与旋转轴135一体旋转。在本实施方式中,转子134以周速度35~75m/s的高速向箭头138方向旋转。在转子134的周壁136沿其圆周方向形成有多个喷出口137。
如图14所示,在转子134的顶板139的中央部设有原料投入口140。另外,在上述外壳132的底部133连续设有粗粒子2的排出滑槽141。
作为原料6的褐煤从原料投入口140被投入到转子134内。转子134以高速旋转,因此投入到转子134内的原料6因离心力而从喷出口137喷出,并碰撞在外壳132的周壁142上(参照图12),利用此时的冲击力被粉碎。通过该粉碎而生成的粗粒子2从排出滑槽141被取出(参照图13、14)。
如图12所示,该旋转式离心粉碎方式的粉碎机131利用由转子134的高速旋转产生的离心力使原料6从转子134喷出,碰撞在外壳132的周壁142而被粉碎时,实线箭头方向的原料6的流动也夹带空气,产生虚线箭头方向的空气流143。
然后,由周壁142粉碎、生成的粗粒子2与上述空气流143碰撞,进行原料6以及粗粒子2的一次干燥(预备干燥)。
本实施方式成为使从转子134喷出的原料6与外壳132的周壁142碰撞而被粉碎的结构,但也可以采用如下结构,即、以包围转子的周围的方式设置外壳以外的碰撞承受部件,使原料与该碰撞承受部件碰撞而粉碎。
图15是表示作为上述旋转式离心粉碎方式的粉碎机的比较例而列举的锤式破碎机方式的粉碎机的概略结构的主视图。
锤式破碎机方式的粉碎机151在外壳152内以横置的方式配置有转子153,在转子153的外周部,以朝向外壳152的内周面侧突出的方式设有锤154。
安装于外壳152的原料投入口155配置在与旋转移动的锤154对应的位置。另外,在外壳152的下部设有排出口156。
转子153(锤154)高速向箭头157方向旋转。从原料投入口155投入的作为原料6的褐煤因锤154而跳起被粉碎。并且,成为通过粉碎而生成的粗粒子2从排出口156被取出的构造。
该锤式破碎机方式的粉碎机151成为上述那样的粉碎系统,但由于几乎不产生空气流,因此原料6以及粗粒子2不会被空气流一次干燥(预备干燥)。
接着,对粉碎机的一次干燥的效果进行具体说明。
(粉碎机的一次干燥的效果)
通过使用本实施方式的旋转式离心粉碎方式的粉碎机131,并不是仅由上述干燥输送装置使粗粒子2干燥,而是在粉碎机131中能够进行预备干燥(一次干燥)。
具体而言,通过使用旋转式离心粉碎方式的粉碎机131,能够将原料(褐煤)6粉碎成规定的大小,利用上述的空气流144使原料(褐煤)6的保有水分的8%左右干燥。
然后,利用上述干燥输送装置,能够使原料(褐煤)6的保有水分干燥至15%左右。由此,提高干燥输送装置的热效率,能够缩短在干燥输送装置的干燥时间,进而能够实现干燥输送装置的小型化。
如果使在干燥输送装置中的两次干燥的干燥时间与只有一次干燥的情况相同,则能够减少向干燥输送装置供给的气体量。这是因为下述式成立。
向干燥输送装置供给的热量或者需要两次干燥的热量Q(k)由下式求出。
Q=H×V×t
式中H为气体热函(k/m3N)
V为气体量(m3N/h)
T为干燥时间(h)。
在图1所示的本发明的实施方式的干燥输送装置中,作为粉碎机8,对使用了旋转式离心粉碎方式的粉碎机131的实施例1、与作为比较例使用了锤式破碎机方式的粉碎机151的比较例1,说明褐煤保有水分量的比例以及干燥输送装置中的所需能量的比例的比较。
参照图1进行说明,将作为原料6的保有水分率53%的褐煤贮存于原料仓7之后,将该原料6供给至粉碎机8,粉碎后得到平均粒径为1mm左右的粗粒子2。
将该粗粒子2暂时贮存于干燥前漏斗9之后,以与干燥输送装置主体1的搬运时刻同步的方式分别驱动闸阀10、11,将粗粒子2快速地向干燥输送装置主体1定量供给。在该干燥输送装置主体1内通过而对粗粒子2进行干燥,并从干燥输送装置主体1的出口回收干燥过的粗粒子2(干煤)。
以使原料6(褐煤)的供给量为100kg/h、使原料6(褐煤)的干燥前后的温度为20℃、50℃、干燥过的粗粒子2(干煤)的保有水分率为15%的方式设定装置的运转条件。
分别从原料仓7选出原料6(原煤)、从干燥前漏斗9选出粗粒子2(煤粉)、从干燥输送装置主体1的出口选出干燥后的粗粒子2(干煤)。然后,根据JISM8811“煤炭及焦炭类-样品以及试样调整方法”,测定了原料6(原煤)、干燥前粗粒子2(煤粉)、干燥过的粗粒子2(干煤)保有的水分量。
图16是表示实施例1(旋转式离心粉碎方式的粉碎机使用)以及比较例1(锤式破碎机方式的粉碎机使用)的原料6(原煤)、干燥前粗粒子2(煤粉)、干燥过的粗粒子(干煤)2保有的水分量的比例的图。此外,该图所示的水分量的比例表示以原煤的水分量为基准(1)、煤粉与干煤的保有水分量的比例。
煤粉、干煤所保有的水分量的比例如下定义。
煤粉所保有的水分量的比例(-)
=煤粉的保有水分量(kg/h)/原煤的保有水分量(kg/h)
干煤所保有的水分量的比例(-)
=干煤的保有水分量(kg/h)/原煤的保有水分量(kg/h)
从该图16的结果可知,就煤粉所保有的水分量的比例与干煤所保有的水分量的比例的差而言,实施例1的值比比较例1的值小。即、即使使用相同的干燥输送装置,就通过干燥而脱水的水分量而言,使用了旋转式离心粉碎方式的粉碎机的实施例1比使用了锤式破碎机方式的粉碎机的比较例1少。
该条件的情况下,干燥输送装置中的粗粒子的干燥所需的能量(热量)是(为了使水及水蒸汽从20℃升温到50℃所需要的水的显热:125.4kJ/kg-脱水量)、(水蒸汽的显热:53.8kJ/kg-脱水量)、(为了使水蒸发所需要的水蒸汽的蒸发显热:2454kJ/kg-脱水量)的合计2633.2kJ/kg-脱水量。
因此,如果干燥输送装置的脱水量少,则伴随于此,所需要的能量(热量)也少。这里叙述的所需能量(热量)是指未考虑动力以及热损失的实际能量。
图17是比较表示上述实施例1和比较例1的干燥输送装置的所需能量(热量)的图。实施例1中的所需能量(热量)是以比较例1的所需能量(热量)为1的情况的相对值来表示。
该图中的所需能量(热量):1表示仅干燥两次(仅通过干燥输送装置使粗粒子干燥)的情况的所需能量(热量)的理论值。
从该图17可知,实施例1的所需能量(热量)比理论值少大约30%。其原因是,由于使用旋转式离心粉碎方式的粉碎机,从而在将原料粉碎而生成粗粒子的过程中卷入空气,形成空气流而附属地使粗粒子干燥。
相对于此,比较例1的所需能量(热量)比理论值大大约3%。
如上所述,附属地干燥的粗粒子2的附着性低,在将其投入到输送装置的情况下,不会附着在护板25的内表面等,而且容易引起粗粒子2的流动化51,因此可利用从护板25的下方供给的暖风49效率更加良好地进行干燥。
以下,使用图18以及图19对本发明的第2实施方式的干燥输送装置的概略结构进行说明。图18是该第2实施方式的干燥输送装置的概略结构图,图19是干燥输送装置主体附近的立体图。
(第2干燥输送装置的结构)
在图2所示的第1实施方式的干燥输送装置中,相对于多个风箱35设置一个防护罩(壳体20作为防护罩发挥功能),但在本实施方式中,与沿平板输送机21的搬运方向X并列多个风箱35a、35b、35c、35d的吹出位置对应,在各个位置分别设置独立的独立防护罩161a、161b、161c、161d。
在本实施方式中,各风箱35a~35d的大小一样,因此与之对应的各独立防护罩161a~161d的大小也一样。
如图18所示,各独立防护罩161a~161d实际上没有缝隙(也包含后述的在独立防护罩间存在橡胶的情况)地在平板输送机21的搬运方向X连续地设置。另外,各独立防护罩161a~161d的下端部为了避免与护板25接触而设有数十mm的缝隙。
如图18所示,在风箱35a、35b、35c、35d上连接有暖风供给管40a、40b、40c、40d,这些暖风供给管分别附属设有鼓风机15a、15b、15c、15d和换热器16a、16b、16c、16d。
在独立防护罩161a、161b、161c的上部设有排气管162a、162b、162c,排气管162a的前端部与一个下游侧的鼓风机15b的吸入口B连接,排气管162b的前端部与一个下游侧的鼓风机15c的吸入口C连接,排气管162c的前端部与一个下游侧的鼓风机15d的吸入口D连接。
在独立防护罩161d的上部连接有微粒子捕集管47,如图1所示,微粒子捕集管47的前端部与旋风分离器18连接。
本实施方式的情况成为如上所述的结构,因此未设图2所示那样的各风箱35共用的暖风供给机构4。
配置在平板输送机21的搬运方向X的最上游侧的第1风箱35a利用换热器16a将由鼓风机15a的吸入口A吸入的大气(20℃)加热到150℃来供给,进行在第1风箱35a的上方通过的粗粒子2(煤粉)的第1阶段的加热、干燥。
在形成于第1风箱35a的上方的空间部分(干燥室),包含水分的潮湿空气A′利用第1独立防护罩161a吸引排气直到饱和湿度,该潮湿空气A′通过排气管162a被供给至一个下游侧的鼓风机15b的吸入口B。
进入到吸入口B的潮湿空气A′通过鼓风机15b而升压,并且由换热器16b加热而成为干燥空气被供给至第2风箱35b,进行在第2风箱35b的上方通过的粗粒子2(煤粉)的第2阶段的加热、干燥。
成为如下系统,即、依次重复这样的干燥过程,最终阶段的排气被独立防护罩161d吸引,通过微粒子捕集管47被送到旋风分离器18,排气中的煤炭微粒子被回收。
图19中的符号163表示作为粗粒子供给机构3的一部分的计量部,虽然未图示,但在内部具备第1闸阀10、第2闸阀11以及计量管部12。
图20是本实施方式的干燥输送装置内的潮湿空气线图,横轴为空气的温度,纵轴为空气的绝对湿度。该潮湿空气线图是空气干燥的设计上的标准所使用的图,表示空气的温度与湿度的关系。
如图20所示,大气(温度Ta、绝对湿度HA)在绝对湿度固定的状态下由第1换热器16a加热到温度Th。在该第1阶段,没有水分的授受,因此绝对湿度依然为HA
供给至形成于第1风箱35a的上方的空间部分(干燥室)的上述加热空气吸收粗粒子(煤粉)的水分,沿图20所示的绝热冷却线成为温度TA、绝对湿度HB
依次重复上述过程,最终成为温度TD、绝对湿度H0(饱和湿度)的排气。
相对于此,上述图25所记载的以往的煤炭搬运装置的结构为,从燃烧装置(未图示)送来的排出气体219原样依次仅通过第2干燥室217、第1干燥室206。
模拟该煤炭搬运装置,制作了仅以换热器进行的空气的加热为入口产生高温空气(模拟来自上述燃烧装置的排出气体219),并使该高温空气原样通过多个干燥室对煤粉进行干燥的比较例2的干燥装置。然后,使用图21说明该比较例2的干燥装置与本实施方式的干燥输送装置的具体的比较。
在该比较中,吸入的空气为温度20℃、相对湿度75%(绝对湿度0.01kg 水分/kg-干燥空气)的标准大气。
如图21所示,由于利用换热器进行的最初的加热,空气成为温度150℃、绝对湿度0.01kg-水分/kg-干燥空气,在第1干燥室加热煤粉。其结果,在第1干燥室的出口,成为温度43℃、绝对湿度0.06kg-水分/kg-干燥空气。在比较例2中,由于加热仅进行一次,因此出口排出气体依然是该湿度。
相对于此,在本实施方式中,由于重复进行四次加热、干燥,最终出口温度成为温度64℃、绝对湿度0.19kg-水分/kg-干燥空气,即使使用相同的空气量,也能够进行大约3倍(0.19/0.06≈3)的干燥。
并且,本实施方式与比较例2相比较,能够将使用空气量降低为1/4,因此,通道、排出气体除尘装置能够大幅度地小型化,实现节省空间化以及升本降低。
在本实施方式中,由于各风箱35进行压力控制,因此空气的泄漏通常没有变化,但仍无法避免稍微的压力变动。因此,虽然未图示,但在独立防护罩161与独立防护罩161之间,朝向移动的护板25侧悬挂有柔软的橡胶板,以防止粗粒子2及空气的移动。
由于存在被护板25内的流动层吹起的一部分粗粒子2从护板25落下的情况,因此在本实施方式中,成为如下结构,即、在壳体20的底部设置例如剖面V字状等斜面164,利用该斜面164收集落下的粗粒子2,利用配置在底部内的旋转式进料器165等排出机构从壳体20排出。
投入到在第1风箱35a之上通过的护板25的粗粒子2有时包含大量微粒子,因此若将由第1独立防护罩161a吸引的空气原样送到下游侧的鼓风机15b~15d,则存在损伤鼓风机15的风扇等的危险性。
为了避免这种情况,也可以做成如下结构,即、使由第1独立防护罩161a吸引的空气通过旋风分离器等除尘装置而进行微粒子的捕集,将几乎不包含微粒子的空气送到下游侧的鼓风机15b。
以下,对本实施方式的干燥输送装置的热效率进行说明。
(第2干燥输送装置的热效率)
就本实施方式的干燥输送装置而言,尽管空气(排出气体)的温度稍微变高,但流通的空气量少,因此带走空气的热量、也就是热损失少,从而提高热效率而节省能源。
使用图22对该情形进行说明。热效率由干燥所耗费的热量(水分的蒸发热量)/加热热量来定义。该图表示干燥次数即风箱35(独立防护罩161)的分割数量的不同引起的排出气体(空气)的温度、空气流量以及热效率。
如图22所示可知,一次干燥的热效率为82.6%,若重复四次干燥,则热效率为89.6%;若重复10次干燥,则热效率高达93.5%,分割数(干燥的重复次数)越多,热效率越提高。
此外,本例并非是在使粗粒子(褐煤)的水分全部蒸发、而是在使其干燥到1/2的条件下进行的。一般地,由于褐煤的水分含有率非常高,因此若使全部的水分蒸发,则装置及热量会变得巨大。因此,适用于成本效率最大的半干的状态。
另外,在本发明中,将风箱分割为多个是基于下述理由。
即、若粗粒子干燥,则水分减少而相应地变轻,干燥用空气在粗粒子之间通过时的通气阻力下降。其结果,在采用未分割的共用的风箱的情况下,干燥初期的上游侧的空气量减少,进行了干燥的下游侧的空气量增加而使变轻的粗粒子飞散。如果分割风箱,则能够独立地控制空气流量,能够抑制粗粒子的飞散。
以下,使用图23对本发明的第3实施方式的干燥输送装置的概略结构进行说明。
(第3干燥输送装置的结构)
在该第3实施方式的干燥输送装置中,利用在平板输送机21的搬运方向X的上游侧的干燥室产生的蒸汽进一步使空气量减少。在图18所示的第2实施方式中,越到下游侧,空气中的含有水分量越增多,体积流量增加。若使风箱35的大小一样,则越下游侧的风箱35,空气的喷出流速越增加,粗粒子2从风箱35飞散的可能性越高。
本实施方式是为了解决该课题而提出的。如图23所示,沿平板输送机21的搬运方向X并排设有风箱35a~35e,随着从上游侧来到下游侧,风箱35的大小逐渐变大。
该风箱35的大小的调整是估计了上述体积流量的增加的调整,由此,在各风箱35a~35e内的空气的喷出流速变得大致均等,可抑制在下游侧的粗粒子2的飞散。
如图23所示,根据风箱35a~35e的大小的变化,与之对应地,需要使独立防护罩161a~161e的大小也变化。
在本实施方式中,使各风箱35a~35e的大小依次变大,但也可以使风箱35的大小阶段地变大为能够抑制在下游侧的粗粒子2的飞散的程度。
在上述第2、3实施方式中,如图18以及图23所示,各风箱35以及各独立防护罩161的搬运方向X的长度设计成与一个护板25的搬运方向X的长度、或者多个集合的护板25的搬运方向X的总长度大致相同的尺寸。
在本发明的实施方式中,作为干燥输送装置,使用了平板输送机,但也可以使用料斗输送器等其他结构的输送器。
搬运部件在被搬运物的搬运中在各个搬运部件上能够形成流动层即可,其结构没有限定。
另外,用于沿搬运方向旋转移动的干燥输送装置的结构及搬运部件的支撑等的结构也进行了例示,但没有限定。
在本发明的实施方式中,作为干燥用气体,使用了加热后的干燥空气,但也可以使用加热后的排出气体等。
在本发明的实施方式中,表示了例如将煤炭等固体燃料供给至火力发电设备的例子,但除此以外,在将固体燃料供给至水泥设备、化学设备等燃烧设备的技术领域也能够应用本发明。
另外,在本发明的实施方式中,说明了对煤炭进行干燥、除湿的情况,但除了煤炭以外,例如在污泥、食材、木片、城市垃圾等粒子、粉体、薄片或小片的干燥、除湿方面也能够应用本发明。
以下对本发明的每个方案的效果进行叙述,如下所述。
(每个方案的效果)
根据方案1的结构,通过流动层的形成而能够有效且均匀地进行粗粒子的干燥。
根据方案2的结构,能够根据被搬运物的干燥状态进行适当的干燥。
根据方案3的结构,能够在各风箱进行适当的干燥。
根据方案4的结构,可实现移动的风箱的轻型化。
根据方案5的结构,落下粒子不会积存在风箱内而能够排出。
根据方案6的结构,被搬运物的计量和干燥由一个干燥输送装置进行,可实现成本的降低、设置空间的缩小化。
根据方案7的结构,通过被搬运物的飞散粒子的捕集,可改善作业环境,并且能够防止被搬运物的损失。
根据方案8的结构,能够实现干燥用气体的循环使用。
根据方案9的结构,能够防止被搬运物的损失。
根据方案10的结构,即使是具有再湿性的被搬运物也能够适当地维持干燥状态。
根据方案11的结构,能够防止在将被搬运物投入到搬运部件内时,从搬运部件的气体喷出部向输送器内部落下。
根据方案12的结构,能够防止干燥结束后的被搬运物从搬运部件的气体喷出部向输送器内部落下。
根据方案13的结构,不会在壳体的内侧底面上积存被搬运物,能够将壳体内保持为洁净。
根据方案14的结构,能够有效地防止在壳体内的煤炭的自然起火。
根据方案15的结构,能够适当地进行装置跳闸时的对应。
根据方案16的结构,能够有效地防止在壳体内的煤炭的自然起火。
根据方案17的结构,能够防止在飞散粒子捕集机构以及干燥后漏斗内的煤炭的自然起火等的事故。
根据方案18的结构,能够有效地防止在干燥前漏斗内的煤炭的自然起火。
根据方案19的结构,可实现干燥输送装置的热效率的提高、干燥时间的缩短以及小型化。
根据方案20的结构,在使用了相同量的干燥用气体的情况下,干燥能力大,另一方面,在干燥能力相同的情况下,干燥用气体的使用量少也可以,可实现装置的小型化、省空间化等。
根据方案21的结构,可抑制在独立防护罩间的搬运物以及干燥用气体的移动,充分地发挥设置独立防护罩的效果。
根据方案22的结构,能够有效地防止在干燥前漏斗内的煤炭的自然起火。
根据方案23的结构,能够效率良好且适当地进行褐煤的干燥等。
根据方案24的结构,在火力发电设备中,能够将来自蒸汽涡轮机的热有效地利用于煤炭的干燥。另外,由于投入到燃煤锅炉装置的煤炭的水分减少,生成、排出的燃烧排出气体量也变少,从而能够实现该燃煤锅炉装置以及配置在其下游侧的燃烧排出气体处理设备的小型化。
根据方案25的结构,在火力发电设备中,能够将来自燃煤锅炉装置的排出气体的热有效地利用于煤炭的干燥。另外,与方案24的结构同样地,能够实现燃煤锅炉装置以及设置在其下游侧的燃烧排出气体处理设备的小型化。
根据方案26的结构,能够实现燃煤锅炉装置的小型化。
根据方案27的结构,在火力发电设备中,能够效率良好且适当地进行褐煤的干燥等。
符号的说明
1—干燥输送装置主体,2—粗粒子,3—粗粒子供给机构,4—暖风供给机构,5—飞散粒子捕集机构,6—原料,7—原料仓,8—粉碎机,9—干燥前漏斗,10—第1闸阀,11—第2闸阀,12—计量管部,15、15a~15d—鼓风机,16、16a~16d—换热器,18—旋风分离器,20—壳体,25—平板输送机,22—驱动带轮,23—张紧带轮,25—护板,26—底板,27—背面板,29—暖风吹出孔,31—被检测部,32—容纳空间,33—排出口,34a—供给侧闭塞板,34b—排出侧闭塞板,35、35a~35d—风箱,36—底板,37a、37b—侧板,38—暖风导入管,39—落下粒子排出孔,40,40a~40d—暖风供给管,41a,41b—漏气防止部件,42—空气喷出喷嘴,43—位置传感器,44—清扫用链式输送机,47—微粒子捕集配管,48—微粒子返回配管,49—暖风,51—流动化,60—褐煤,61—干燥过的褐煤粒子,62—干燥后漏斗,64—风扇碾磨机,65—燃煤锅炉装置,70—第1换热器,73—第2换热器,78—第3换热器,80—低压蒸汽涡轮机,82—第4换热器,86—第5换热器,94—第6换热器,95—汽水分离器,100—氮气产生装置,102—氮气供给配管,104—氧气浓度计,105a、105b—CO浓度计,106—惰性蒸汽,107—惰性蒸汽配管,109—惰性蒸汽后备配管,110a—第1阀,110b—第2阀,111a—第1温度计,111b—第2温度计,113—出口暖风温度计,116—第6换热器,131—旋转式离心粉碎方式的粉碎机,132—外壳,133—底部,134—转子,135—旋转轴,136—周壁,137—喷出口,140—原料投入口,141—排出滑槽,142—周壁,143—原料的流动,144—空气的流动,161a~161e—独立防护罩,162a~162d—排气管,X—平板输送机(粗粒子)搬运方向。

Claims (27)

1.一种干燥输送装置,具备:隔有规定间隔配置的一组驱动用轴体;以及架设在该驱动用轴体之间且绕上述驱动用轴体转动,容纳并搬运被搬运物的搬运部件,上述干燥输送装置的特征在于,
上述搬运部件是在其底部设有使干燥用气体喷出的气体喷出部的流动层形成搬运部件,
设置从该移动的流动层形成搬运部件的下方供给上述干燥用气体的风箱,
上述流动层形成搬运部件在上述风箱之上通过,由此从上述气体喷出部向流动层形成搬运部件内喷出上述干燥用气体,在形成上述搬运物的流动层的同时使搬运物干燥。
2.根据权利要求1所述的干燥输送装置,其特征在于,
能够根据上述被搬运物的干燥状态调整供给至上述风箱的上述干燥用气体的流量或温度。
3.根据权利要求1所述的干燥输送装置,其特征在于,
上述风箱沿上述被搬运物的搬运方向设有多个,供给至配置于上述被搬运物的搬运方向上游侧的上游侧风箱、和配置在被搬运物的搬运方向下游侧的下游侧风箱的上述干燥用气体的流量或温度不同。
4.根据权利要求1所述的干燥输送装置,其特征在于,
具备壳体,该壳体存放该输送装置的主体并将该输送装置的主体与外部空气隔断,并且具有取出干燥后的被搬运物的排出口,
上述流动层形成搬运部件具有:设有上述气体喷出部的底板;以及从该底板的流动层形成搬运部件的移动方向下游侧端部立起设置的背面板,流动层形成搬运部件的移动方向上游侧和流动层形成搬运部件的上方敞开,
在上述壳体内设置漏气防止部件,该漏气防止部件从上述一方驱动用轴体侧朝向另一方驱动用轴体侧延伸,并与上述流动层形成搬运部件的左右侧面对应,
上述流动层形成搬运部件的移动方向上游侧由邻接的前一个流动层形成搬运部件的背面板堵塞,流动层形成搬运部件的左右侧面由上述漏气防止部件覆盖,在流动层形成搬运部件的内侧形成上述被粉碎物的容纳空间。
5.根据权利要求1所述的干燥输送装置,其特征在于,
上述风箱的底板从一方端部朝向另一方端部较低地倾斜,在该变低的底板的端部或者与该变低的底板的端部连接的侧板的下端部,形成有将从上述流动层形成搬运部件落下的被搬运物的粒子从风箱排出的落下粒子排出口。
6.根据权利要求1所述的干燥输送装置,其特征在于,
在上述一组驱动用轴体中的一方驱动用轴体的上方,设有将上述被搬运物投入到上述流动层形成搬运部件内的被搬运物供给机构,
该被搬运物供给机构具有:
贮存上述被搬运物的干燥前漏斗;
设置在该干燥前漏斗的下部的第1闸阀;
设置在该第1闸阀的下部的计量管部;以及
设置在该计量管部的下部的第2闸阀,
在上述被搬运物供给机构之下设置检测上述流动层形成搬运部件到来的位置传感器,
关闭上述第2闸阀、打开上述第1闸阀,将贮存在上述干燥前漏斗中的被搬运物的一部分填装到上述计量管部来进行被搬运物的计量,
在关闭了上述第1闸阀和第2闸阀的状态下,若利用上述位置传感器检测出流动层形成搬运部件的到来,则打开上述第2闸阀将计量管部内的被搬运物投入到上述流动层形成搬运部件内。
7.根据权利要求1所述的干燥输送装置,其特征在于,
具备壳体,该壳体存放该干燥输送装置的主体并将该干燥输送装置的主体与外部空气隔断,并且具有取出干燥后的被搬运物的排出口,
设有飞散粒子捕集机构,该飞散粒子捕集机构将滞留在上述壳体内的干燥用气体导入,并对该干燥用气体所含的被粉碎物的飞散粒子进行捕集。
8.根据权利要求7所述的干燥输送装置,其特征在于,
具备:从通过了上述飞散粒子捕集机构的包含湿气的气体中去除湿气的湿气去除机构;
对通过了该湿气去除机构的气体进行加热的气体加热机构;以及
循环配管,从上述飞散粒子捕集机构经由湿气去除机构及气体加热机构而与上述风箱连接,将由上述气体加热机构加热了的气体作为上述干燥用气体供给至上述风箱。
9.根据权利要求7所述的干燥输送装置,其特征在于,
由上述飞散粒子捕集机构捕集的粒子与从上述壳体的排出口取出的干燥后的被搬运物一起贮存在干燥后漏斗。
10.根据权利要求9所述的干燥输送装置,其特征在于,
在上述干燥后漏斗配置有传热管,该传热管用于将贮存的被搬运物的水分含有率维持在规定的范围。
11.根据权利要求1所述的干燥输送装置,其特征在于,
在上述一组驱动用轴体中的一方的驱动用轴体的上方,设有将上述被搬运物投入到上述流动层形成搬运部件内的被搬运物供给机构,
在该被搬运物供给机构之下设置有供给侧闭塞部件,该供给侧闭塞部件用于堵塞移动来的上述流动层形成搬运部件的气体喷出部。
12.根据权利要求11所述的干燥输送装置,其特征在于,
在上述一组驱动用轴体中的另一方驱动用轴体与配置在上述被搬运物的搬运方向最下游侧的最下游侧风箱之间设置有排出侧闭塞部件,该排出侧闭塞部件堵塞移动来的上述流动层形成搬运部件的气体喷出部。
13.根据权利要求1所述的干燥输送装置,其特征在于,
设置有:壳体,存放该干燥输送装置的主体并将该干燥输送装置的主体与外部空气隔断,并且具有取出干燥后的被搬运物的排出口,以及
清扫机构,汇集落下到该壳体的内侧底面的上述被搬运物并从上述排出口排出。
14.根据权利要求1所述的干燥输送装置,其特征在于,
上述被搬运物是煤炭,上述干燥用气体是升温后的空气,
设置有:壳体,存放该干燥输送装置的主体并将该干燥输送装置的主体与外部空气隔断,并且具有取出干燥后的被搬运物的排出口;
氧气浓度计,检测出上述干燥用气体内的氧气浓度;以及
至少使上述壳体内处于惰性状态的惰性状态形成机构,
当由上述氧气浓度计检测出的氧气浓度超过规定值时,则利用上述惰性状态形成机构使上述壳体内处于惰性状态。
15.根据权利要求1所述的干燥输送装置,其特征在于,
上述被搬运物是煤炭,上述干燥用气体是升温后的空气,
设置有:壳体,存放该干燥输送装置的主体并将该干燥输送装置的主体与外部空气隔断,并且具有取出干燥后的被搬运物的排出口;
一氧化碳浓度计,检测出上述干燥用气体内的一氧化碳浓度;以及
至少使上述壳体内处于惰性状态的惰性状态形成机构,
当由上述一氧化碳浓度计检测出的一氧化碳浓度超过规定值时,则利用上述惰性状态形成机构使上述壳体内处于惰性状态。
16.根据权利要求1所述的干燥输送装置,其特征在于,
上述被搬运物是煤炭,上述干燥用气体是升温后的空气,
设置有:壳体,该壳体存放该干燥输送装置的主体并将该干燥输送装置的主体与外部空气隔断,并且具有取出干燥后的被搬运物的排出口;
检测上述干燥用气体的温度的温度计;以及
至少使上述壳体内处于惰性状态的惰性状态形成机构,
当由上述温度计检测出的温度超过规定值时,则利用上述惰性状态形成机构使上述壳体内处于惰性状态。
17.根据权利要求14~16任一项中所述的干燥输送装置,其特征在于,
具备:飞散粒子捕集机构,将滞留在上述壳体内的干燥用气体导入,并对该干燥用气体所含的被粉碎物的飞散粒子进行捕集;以及
干燥后漏斗,贮存从上述壳体排出的干燥过的被粉碎物以及由上述飞散粒子捕集机构捕集的被粉碎物的微粒子,
当上述氧气浓度计、一氧化碳浓度计、温度计任一个的检测值超过规定值时,则利用上述惰性状态形成机构使上述飞散粒子捕集机构以及干燥后的漏斗内处于惰性状态。
18.根据权利要求1所述的干燥输送装置,其特征在于,
上述被搬运物是煤炭,
在上述一组驱动用轴体中的一方驱动用轴体的上方,设有将上述被搬运物投入到上述流动层形成搬运部件内的被搬运物供给机构,
该被搬运物供给机构具有粉碎上述被搬运物的粉碎机、和贮存粉碎后的上述被搬运物的干燥前漏斗,
设置有:检测该干燥前漏斗内的一氧化碳浓度的一氧化碳浓度计;以及
使上述干燥前漏斗内处于惰性状态的惰性状态形成机构,
当由上述一氧化碳浓度计检测出的一氧化碳浓度超过规定值时,则利用上述惰性状态形成机构使上述干燥前漏斗内处于惰性状态。
19.根据权利要求1所述的干燥输送装置,其特征在于,
具备将上述被搬运物的原料粉碎而作为被搬运物的粉碎机,
该粉碎机具备:
在周壁形成喷出口的转子;以及
以包围该转子的周围的方式设置的碰撞承受部件,
供给至旋转的上述转子内的上述原料因离心力而从上述喷出口喷出,与上述碰撞承受部件碰撞而被粉碎。
20.根据权利要求1所述的干燥输送装置,其特征在于,
上述风箱从上述被搬运物的搬运方向的上游侧朝向下游侧依次配置有第1风箱、第2风箱、第3风箱,
在各风箱连接有附属设有鼓风机和换热器的暖风供给管,
在上述第1风箱、第2风箱、第3风箱的上方,隔着转动的上述流动层形成搬运部件,与上述第1风箱、第2风箱、第3风箱对应地配置有第1独立防护罩、第2独立防护罩、第3独立防护罩,
在各独立防护罩分别连接有排气管,
与上述第1独立防护罩连接的排气管的前端与附属设置于上述第2风箱的鼓风机的吸入口连接,
与上述第2独立防护罩连接的排气管的前端与附属设置于上述第3风箱的鼓风机的吸入口连接。
21.根据权利要求20所述的干燥输送装置,其特征在于,
在上述独立防护罩与独立防护罩之间,朝向移动的上述流动层形成搬运部件侧悬挂有柔软的板材。
22.根据权利要求20所述的干燥输送装置,其特征在于,
配置在上述被搬运物的搬运方向下游侧的风箱的大小,比配置在被搬运物的搬运方向上游侧的风箱的大小大。
23.根据权利要求1~22任一项中所述的干燥输送装置,其特征在于,
上述被搬运物是褐煤。
24.一种火力发电设备,具备:
搬运煤炭的输送装置;
使由该输送装置搬运来的煤炭燃烧而生成蒸汽的燃煤锅炉装置;以及
利用来自该燃煤锅炉装置的蒸汽进行旋转驱动的蒸汽涡轮机,
上述火力发电设备的特征在于,
上述输送装置是权利要求1~22任一项中所述的干燥输送装置,
将利用从上述蒸汽涡轮机抽出的蒸汽而升温了的空气作为上述干燥输送装置的干燥用气体使用。
25.一种火力发电设备,具备:
搬运煤炭的输送装置;
使由该输送装置搬运来的煤炭燃烧而生成蒸汽的燃煤锅炉装置;以及
利用来自该燃煤锅炉装置的蒸汽进行旋转驱动的蒸汽涡轮机,
上述火力发电设备的特征在于,
上述输送装置是权利要求1~22任一项中所述的干燥输送装置,
将利用从上述燃煤锅炉装置排出的排出气体而升温了的空气作为上述干燥输送装置的干燥用气体使用。
26.根据权利要求24或25所述的火力发电设备,其特征在于,
上述燃煤锅炉装置是在火炉的后部配置对流传热部,使在上述火炉上升的燃烧气体以在上述对流传热部下降的方式流动的两通路型锅炉装置。
27.根据权利要求24~26任一项中所述的火力发电设备,其特征在于,
上述煤炭为褐煤。
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