JP2000074346A - 循環流動層型廃熱ボイラ - Google Patents

循環流動層型廃熱ボイラ

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JP2000074346A
JP2000074346A JP10247570A JP24757098A JP2000074346A JP 2000074346 A JP2000074346 A JP 2000074346A JP 10247570 A JP10247570 A JP 10247570A JP 24757098 A JP24757098 A JP 24757098A JP 2000074346 A JP2000074346 A JP 2000074346A
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sand
fluidized bed
combustion chamber
furnace
duct
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JP10247570A
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Hirokatsu Nakagawa
博勝 中川
Seishi Shiobara
聖之 塩原
Fumio Yashima
文雄 八島
Takayoshi Saito
隆義 斉藤
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IHI Corp
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IHI Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 比較的カロリーの低い廃棄物を燃焼しても、
火炉温度を維持できるようにする。 【解決手段】 蒸気ドラム2に接続された多数の水冷壁
管3により火炉1の全体を構成する。火炉1内の下部位
置に一次燃焼室4を設け、その上方位置に二次燃焼室5
を設ける。一次燃焼室4内に、砂を充填して流動層を形
成し、流動層を流動化させながら廃棄物を燃焼させるよ
うにする。一次燃焼室4を耐火物17製の築炉構造とし
て、燃焼熱が水冷壁管3に直接奪われにくいようにす
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は都市ごみや産業廃棄
物等の廃棄物の焼却処理あるいはRDF(ごみ固型化燃
料)等の燃料の燃焼に際して発生する燃焼熱を回収する
ために用いる循環流動層型廃熱ボイラに関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】循環流動層型廃熱ボイラは、図2にその
一例の概略を示す如く、蒸気ドラム2と接続された多数
の水冷壁管3により火炉1の全体を構成し、該火炉1内
の下部位置に一次燃焼室4を、又、その上方部に二次燃
焼室5をそれぞれ設け、一次燃焼室4内には、底部に一
次空気管6を接続して、その上方部に空気分散器7を水
平に配置すると共に、流動媒体としての砂を充填して流
動層を形成させ、一次空気管6により下から供給した一
次空気を上記空気分散器7で分散させて該流動層を流動
化させるようにし、一方、上記二次燃焼室5には、二次
空気を導入するための二次空気管8を接続し、燃料バン
カ9から供給された廃棄物や燃料を一次空気と二次空気
とによって燃焼させるようにしてあり、このとき発生し
た燃焼熱を、上記水冷壁管3部にて熱交換することによ
り回収するようにしてある。
【0003】又、上記火炉1の外側に、ホットサイクロ
ンの如き砂分離器11を設置して、該砂分離器11の上
部と火炉1の頂部とを連通させると共に、砂分離器11
の下端部と一次燃焼室4とを砂循環用ダクト10にて連
通させ、火炉1内で吹き上げられた砂を砂分離器11で
分離捕集してダクト10を通し一次燃焼室4の流動層へ
戻すようにして循環させるようにし、一方、上記砂分離
器11で砂を分離した後の燃焼排ガスは、砂分離器11
の頂部の排ガス出口に接続された排ガスダクト12を通
して、蒸発管やスーパーヒーター、エコノマイザー、空
気予熱器等の各種熱交換器13を備えていて水冷壁管で
構成されている後部伝熱部14へ導くようにしてある。
【0004】なお、上記砂循環用ダクト10に外部熱交
換器を組み込んで、熱回収を行うようにした型式のもの
もあり、この場合は、捕集された砂が外部熱交換器を通
って火炉1へ戻されることになる。
【0005】15は火炉1の底部から不燃物と共に排出
されて不燃物から分離された砂を火炉1内へ戻すように
する砂投入バンカを示す。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記循環流
動層型廃熱ボイラの場合、次の如き問題がある。 火炉1が全体的に水冷壁管3による構造となっている
ため、RDF(ごみ固型化燃料)の如き比較的低カロリ
ーの廃棄物の燃焼時には熱交換量が多く、砂からの熱が
奪われ易くて火炉温度が維持しにくくなる。 流動層を形成する一次燃焼室4の砂による水冷壁管3
の摩耗が激しい。 外部熱交換器のない型式では有効な熱回収を行うこと
はできず、一方、外部熱交換器のある型式では、収熱量
や循環砂の温度を制御するために、外部熱交換器の構造
と制御が複雑となる。 砂分離器11の排ガスダクト12の途中に燃焼灰が堆
積すると、ダイオキシン類が再合成されてしまう。
【0007】そこで、本発明は、比較的カロリーの低い
廃棄物を燃焼しても火炉温度を維持することができるよ
うにすると共に、一次燃焼室の砂による水冷壁管の摩耗
の問題を解消することができるようにし、又、収熱量や
循環砂の温度制御をシンプルな構造の外部熱交換器で行
うことができるようにし、更に、砂分離器の排ガスダク
トの途中に燃焼灰が堆積することがないようにしようと
するものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、水冷壁管構造とした火炉の下部位置に、
一次空気の供給により砂を流動化させる流動層を形成す
るようにした一次燃焼室を設け、又、上記火炉の外側
に、砂分離器を上部に備えた砂循環用ダクトを設けて、
該砂分離器と火炉頂部とを連通させると共に該ダクトの
下端を一次燃焼室に連通させ、上記流動層から吹き上げ
られた砂を火炉の上部から取り出して砂分離器で分離捕
集した後、上記ダクトを通して一次燃焼室へ戻すように
してある循環流動層型廃熱ボイラにおいて、上記一次燃
焼室を、耐火物による築炉構造とした構成とする。
【0009】一次燃焼室が耐火物による築炉構造である
ため、比較的低カロリーの廃棄物を燃焼しても、一次燃
焼室では水冷壁管部による熱交換がなく、したがって、
火炉温度の維持が容易となる。又、一次燃焼室には水冷
壁管がないことから、砂による摩耗の問題がなくなる。
【0010】又、一次燃焼室に連通する砂循環用ダクト
を2つに分岐し、一方の分岐ダクトの途中に熱交換用容
器を、又、他方の分岐ダクトの途中に砂受用容器をそれ
ぞれ設置し、且つ該両容器に砂流動用空気管を接続し
て、両容器により流動層型外部熱交換器を構成すること
により、両容器を使い分けることで、収熱量や循環砂の
温度制御が容易となる。
【0011】更に、砂分離器の頂部の排ガス出口に接続
して該砂分離器で砂を分離した後の燃焼排ガスを排ガス
ダクトを通して後部伝熱部へ導くようにした排ガスダク
トを、後部伝熱部へ向けて下り勾配に傾斜配置した構成
とすることにより、排ガス中に含まれる燃焼灰は排ガス
ダクトの途中に堆積することなく下流の後部伝熱部へ導
かれることになる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。
【0013】図1は本発明の実施の一形態を示すもの
で、図2に示したと同様に、水冷壁管3による全体構造
とした火炉1の下部位置に、一次空気の供給により砂を
流動化させる流動層を形成するようにした一次燃焼室4
を設け、又、上記火炉1の外側に、上部に砂分離器11
を備えた砂循環用ダクト10を設けて、該砂分離器11
と火炉1の頂部とを連通接続させると共にダクト10の
下端を下部燃焼室4に連通接続させ、上記流動層から吹
き上げられた砂を火炉1の上部から取り出して砂分離器
11で分離捕集した後、上記ダクト10を通して一次燃
焼室4へ戻して循環させるようにし、更に、上記砂分離
器11で砂を分離した後の燃焼排ガスを、砂分離器11
の頂部排ガス出口の排ガスダクト12を通して後部伝熱
部14へ導くようにしてある循環流動層型廃熱ボイラに
おいて、上記一次燃焼室4を、耐火物17による築炉構
造とする。
【0014】又、上記一次燃焼室4に連通する砂分離器
11の出側の砂循環用ダクト10を2つに分岐して分岐
ダクト10a,10bとし、且つ該一方の分岐ダクト1
0aの途中に伝熱管(水管)を通した熱交換用容器18
aを、又、他方の分岐ダクト10bの途中に伝熱管を通
さない砂受用容器18bをそれぞれ設置し、更に、該両
容器18a,18bに、それぞれ弁19a,19bを備
えた流動空気管20の分岐管20a,20bを接続し
て、両容器18a,18bにより流動層型外部熱交換器
18を構成する。
【0015】更に、上記砂分離器11の頂部排ガス出口
に接続された排ガスダクト12を、後部伝熱部14へ向
けて下り勾配に傾斜配置する。
【0016】16は一次空気管6に接続された空気分散
管であり、一次空気を横から入れるようにしてある。
【0017】なお、図1において、図2と同一部分には
同一符号が付してある。
【0018】本発明では、火炉1の一次燃焼室4を、耐
火物17による築炉構造としてあるため、RDFの如き
比較的カロリーの低い廃棄物を燃焼しても、水冷壁管構
造に比して砂からの熱が奪われにくいことから、火炉温
度が維持し易くなる。又、一次燃焼室4内では密度の高
い砂が流動するが、築炉構造であることから、水冷壁管
3が激しく摩耗してしまうというような心配もない。更
に、一次燃焼室4には水冷壁管3がないことから、廃棄
物や燃料、砂、空気等を投入、供給するダクト、管等を
接続するための開口部を容易に設けることができるとい
う利点もある。
【0019】又、本発明では、砂分離器11の下端に位
置する砂循環用ダクト10に、流動層型外部熱交換器1
8を、2つに分けた構造として設置したので、従来の外
部熱交換器に比して、シンプルな構造で収熱量や循環砂
温度を容易に制御することができる。すなわち、砂循環
用ダクト10の一方の分岐ダクト10aに、伝熱管を通
した熱交換用容器18aを設置し、又、砂循環用ダクト
10の他方の分岐ダクト10bに、伝熱管を通さない砂
受用容器18bを設置し、各容器18a,18bへの流
動空気の供給を弁19a,19bの開閉で切り換えるこ
とができるようにしてあるので、たとえば、火炉1の立
上げ時には、弁19bのみを開いて砂受用容器18b内
を流動化させることにより、該砂受用容器18bに入っ
た砂を火炉1の一次燃焼室4へ送る運転を行うことがで
き、火炉1の操業状況に合わせて砂の戻り径路を選択す
ることができる。これにより、流動層型外部熱交換器1
8としての収熱量や循環砂の温度を容易に制御すること
ができる。
【0020】更に上記において、砂分離器11で砂を分
離した後の燃焼排ガスは排ガスダクト12を通って後部
伝熱部14へ導かれるが、この際、排ガスダクト12
は、砂分離器11の頂部排ガス出口から後部伝熱部14
へ向けて下り勾配に傾斜しているため、燃焼灰が排ガス
ダクト12の途中に堆積してしまうような事態の発生を
防止することができる。したがって、ダイオキシン類の
再合成の抑制に有効である。
【0021】
【発明の効果】以上述べた如く、本発明の循環流動層型
廃熱ボイラによれば、次の如き優れた効果を発揮する。 (1) 水冷壁管構造とした火炉の下部位置に、一次空気の
供給により砂を流動化させる流動層を形成するようにし
た一次燃焼室を設け、又、上記火炉の外側に、砂分離器
を上部に備えた砂循環用ダクトを設けて、該砂分離器と
火炉頂部とを連通させると共に該ダクトの下端を一次燃
焼室に連通させ、上記流動層から吹き上げられた砂を火
炉の上部から取り出して砂分離器で分離捕集した後、上
記ダクトを通して一次燃焼室へ戻すようにしてある循環
流動層型廃熱ボイラにおいて、上記一次燃焼室を、耐火
物による築炉構造とした構成としてあるので、比較的低
カロリーの廃棄物を燃焼しても、一次燃焼室では水冷壁
管に熱を奪われないことから、火炉温度の維持が容易で
あると共に、砂による水冷壁管の摩耗の問題を解消する
ことができる。 (2) 一次燃焼室に連通する砂循環用ダクトを2つに分岐
し、一方の分岐ダクトの途中に熱交換用容器を、又、他
方の分岐ダクトの途中に砂受用容器をそれぞれ設置し、
且つ該両容器に砂流動用空気管を接続して、両容器によ
り流動層型外部熱交換器を構成することにより、砂の循
環径路を選択できるので、シンプル構造として、収熱量
や循環砂の温度を容易に制御することができる。 (3) 砂分離器の頂部の排ガス出口に接続して該砂分離器
で砂を分離した後の燃焼排ガスを排ガスダクトを通して
後部伝熱部へ導くようにした排ガスダクトを、後部伝熱
部へ向けて下り勾配に傾斜配置した構成とすることによ
り、燃焼排ガス中に含まれる燃焼灰の排ガスダクト途中
での堆積を防ぐことができ、ダイオキシン類の再合成抑
制に有効となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の循環流動層型廃熱ボイラの実施の一形
態を示す概略図である。
【図2】循環流動層型廃熱ボイラの一例を示す概略図で
ある。
【符号の説明】
1 火炉 3 水冷壁管 4 一次燃焼室 10 砂循環用ダクト 10a,10b 分岐ダクト 11 砂分離器 12 排ガスダクト 14 後部伝熱部 17 耐火物 18 流動層型外部熱交換器 18a 熱交換用容器 18b 砂受用容器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F23G 5/44 ZAB F23G 5/44 ZABD (72)発明者 八島 文雄 東京都江東区豊洲二丁目1番1号 石川島 播磨重工業株式会社東京第一工場内 (72)発明者 斉藤 隆義 東京都江東区豊洲二丁目1番1号 石川島 播磨重工業株式会社東京第一工場内 Fターム(参考) 3K064 AA06 AA08 AB01 AD08 AF10 BA07 BA14 BA15 BA19 3K065 AA16 AB01 AC20 FA03 FA15 FB01

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 水冷壁管構造とした火炉の下部位置に、
    一次空気の供給により砂を流動化させる流動層を形成す
    るようにした一次燃焼室を設け、又、上記火炉の外側
    に、砂分離器を上部に備えた砂循環用ダクトを設けて、
    該砂分離器と火炉頂部とを連通させると共に該ダクトの
    下端を一次燃焼室に連通させ、上記流動層から吹き上げ
    られた砂を火炉の上部から取り出して砂分離器で分離捕
    集した後、上記ダクトを通して一次燃焼室へ戻すように
    してある循環流動層型廃熱ボイラにおいて、上記一次燃
    焼室を、耐火物による築炉構造とした構成を有すること
    を特徴とする循環流動層型廃熱ボイラ。
  2. 【請求項2】 一次燃焼室に連通する砂循環用ダクトを
    2つに分岐し、一方の分岐ダクトの途中に熱交換用容器
    を、又、他方の分岐ダクトの途中に砂受用容器をそれぞ
    れ設置し、且つ該両容器に砂流動用空気管を接続して、
    両容器により流動層型外部熱交換器を構成した請求項1
    記載の循環流動層型廃熱ボイラ。
  3. 【請求項3】 砂分離器の頂部の排ガス出口に接続して
    該砂分離器で砂を分離した後の燃焼排ガスを排ガスダク
    トを通して後部伝熱部へ導くようにした排ガスダクト
    を、後部伝熱部へ向けて下り勾配に傾斜配置した請求項
    1又は2記載の循環流動層型廃熱ボイラ。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101788145A (zh) * 2010-02-10 2010-07-28 冯之军 一种循环流化床燃烧装置
KR101485477B1 (ko) 2011-02-24 2015-01-22 포스터 휠러 에너지아 오와이 고온의 고형물 유동을 위한 두 개의 외부 열 교환기를 갖는 순환 유동층 보일러
CN104390218A (zh) * 2014-12-12 2015-03-04 华西能源工业股份有限公司 一种适用于cfb垃圾焚烧锅炉的等压风室
CN104456507A (zh) * 2014-10-09 2015-03-25 中石化宁波工程有限公司 饱和过热一体锅炉
CN112503515A (zh) * 2020-12-11 2021-03-16 哈尔滨锅炉厂有限责任公司 一种新型的cfb锅炉风帽内管组件

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