JP2004279004A - L-valve type loop seal for circulation fluidized bed incinerator - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、焼却炉を大型化することなく、その安定的な操業を保証することができる循環流動層焼却炉のLバルブ型ループシールに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、汚泥等の被焼却物を焼却する施設として、図5に示したような循環流動層焼却炉1が知られている。この焼却炉1では、一定量のけい砂等の流動媒体Fを当該焼却炉1内で循環させつつ被焼却物を焼却処理するようになっている。ライザー2底部の炉床部3に加熱状態で充填されている流動媒体Fが、1次空気導入配管4から導入される燃焼用1次空気によって流動化されて流動層5が形成され、この流動層5に投入された被焼却物は、流動媒体Fによって混合・撹拌されて微粒化されるとともに、乾燥・熱分解されて焼却される。流動層5で焼却された被焼却物は、図示しない流動層5上方の2次空気導入配管から導入される燃焼用2次空気によってさらに熱分解されつつ、流動媒体Fや排ガスなどとともにライザー2内を上昇し、ライザー2上部の水平ダクト6を介してサイクロン7に吸引される。
【0003】
サイクロン7は、被焼却物の焼却灰を含む排ガスから、これらと一緒に吹き上げられた流動媒体Fを分離して捕集し、捕集された流動媒体Fは、上下方向に設けられた中空のダウンカマー8内を下降してその底部のループシール9に貯留される。その後、流動媒体Fは、下向きに傾斜した戻し管10を介して炉床部3へと戻されて、焼却炉1内を循環される。
【0004】
ダウンカマー8と戻し管10との間に配置されるループシール9は、流動層5内の一次ガスや排ガスなどがダウンカマー8を介してサイクロン7へ向かって逆流すると、サイクロン7内のガス流が乱されて流動媒体Fの捕集効率が低下してしまうことから、これを抑制すべく流動媒体Fを一時的に貯留して、流動層5とサイクロン7との間を遮断してシールするようになっている。またループシール9には、これに貯留される流動媒体量を一定にしてライザー2内の流動媒体量が不足しないように、流動媒体Fを流動化させて順次戻し管9を介して炉床部3へと戻すべく、図示しない流動用空気導入管から流動用空気が導入される。
【0005】
このようなループシール9としてはその形態から、Lバルブ型やNバルブ型、シールポットなどと称されるものが知られている。このうち、Lバルブ型ループシール9は図6に示すように、ダウンカマー8底部の中空な立ち上げ部8aからこれに接続された円筒状の水平管11にわたってL字状に形成される。そして、Lバルブ型ループシール9では、上記流動用空気配管12から導入される流動用空気で流動媒体Fを流動化させて戻し管10へ徐々に流出させるようにしながら、ダウンカマー8の立ち上げ部8aから水平管11内へと崩落しつつ戻し管10へ向かって移動しようとする流動媒体Fを当該水平管11内に滞留させ、これによってダウンカマー8内に一定の高さとなる一定量の流動媒体Fを貯留できるようにしている。
【0006】
Lバルブ型ループシール9は立ち上げ部8aと水平管11という簡単な管構造であるため、閉塞などの問題も少なく、また閉塞などが起こったとしてもメンテナンスが容易であるという利点がある。また構造が簡単なだけでなく、流動媒体Fをその内部に滞留させてダウンカマー8底部に相当の高さで流動媒体Fを貯留するために必要とされる水平管11の水平方向長さ寸法Lが通常、その内径寸法Dの2倍程度で足り(L/D=2)、ループシール9をコンパクトに構成することができる。このようなLバルブ型ループシール9を採用した循環流動層焼却炉1の一例が、特許文献1に開示されている。また本願出願人は、関連する先行出願として特願2002−359390を出願している。
【0007】
【特許文献1】
特開2002−286216号公報
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来のLバルブ型ループシール9は、上述したように構造が簡単であるなど各種の利点を有してはいるものの、循環流動層焼却炉1を安定的に操業できない場合があることを、本願発明者は知得した。
【0009】
具体的には、焼却炉1規模の大型化、流動層5での流動媒体Fの流動状態、炉内温度や被焼却物の焼却量、また被焼却物の水分含有率などが変化するとこれに伴って流動媒体Fの循環量が変動するが、この変動の影響により、水平方向長さ寸法Lを内径寸法Dの2倍程度に設定した水平管11ではその内部に適切に流動媒体Fを滞留させることができず、流動用空気の供給を停止しても流動媒体Fが戻し管10から流出してしまって、Lバルブ型ループシール9内に一定の高さで流動媒体Fを貯留することができない場合があることが分かった。そしてこのような場合には、十分なシール性能を確保することができないために1次ガスなどがサイクロン7へ逆流してしまって、焼却炉1の安定的な操業を保証することが難しくなってしまう。
【0010】
これに対処すべく、水平管11の水平方向長さ寸法Lを内径寸法Dの2倍以上に設定することが考えられるが、このように水平管11を長くすると焼却炉1が大型化してしまい、その製造コストや設置スペースなど、種々の問題が生ずることとなっていた。
【0011】
本発明は上記従来の課題に鑑みて創案されたものであって、焼却炉を大型化することなく、その安定的な操業を保証することができる循環流動層焼却炉のLバルブ型ループシールを提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかる循環流動層焼却炉のLバルブ型ループシールは、ダウンカマー底部の中空な立ち上げ部からこれに接続された水平管にわたってL字状に形成され、サイクロンから該ダウンカマー内を下降する流動媒体を一時的に貯留してライザー内の流動層と該サイクロンとの間をシールする循環流動層焼却炉のLバルブ型ループシールにおいて、上記水平管の鉛直方向内径寸法を拡縮自在に変更する管径調整手段を設けたことを特徴とする。
【0013】
管径調整手段によって水平管の鉛直方向内径寸法を変更するようにしていて、内径寸法の縮小化により、見掛け上水平管の水平方向長さ寸法を延長することができ、すなわち例えば水平方向長さ寸法が内径の2倍であるときに、この内径を縮小することで水平方向長さ寸法を内径の2倍以上にすることが可能で、これにより流動媒体を適切に水平管内に滞留させて、Lバルブ型ループシールに一定の高さで流動媒体を貯留しておくことが可能となる。
【0014】
特に、重力方向に崩落する作用を伴って戻り管に移動しようとする流動媒体に対して、鉛直方向内径寸法を変更することは、水平方向内径寸法を変更する場合に比べて、流動媒体の流出を効果的に抑制することが可能であって、水平管の内径を狭めることによる効果を一段と高く確保し得、流動媒体を水平管内に適切に滞留させ得る。これにより、水平管の長さを延長することなく、したがって循環流動層焼却炉を大型化することなく、Lバルブ型ループシールによるシール機能を的確に確保し得、焼却炉の安定的な操業を保証することが可能となる。
【0015】
また、前記管径調整手段は少なくとも、鉛直方向内径寸法を鉛直方向下方から上方へ向かって小さくすることを特徴とする。このようにすると、管径調整手段で水平管の鉛直方向内径寸法を縮小する際、水平管の内底面の上昇を伴って内径寸法が縮小されることとなり、水平管内への流動媒体の流れ込みをさらに抑制することが可能で、より確実にLバルブ型ループシールに流動媒体を保持させることが可能になる。
【0016】
また、前記管径調整手段は、鉛直方向内径寸法比を1〜1/2の間で変更することを特徴とする。鉛直方向の内径寸法変化の比率を1/2程度までとすることにより、流動媒体による水平管の閉塞を防止し得る。
【0017】
さらに、前記管径調整手段は、内部に楕円形状の管路が形成され、前記水平管の水平軸芯周りに回転自在な配管部材であることを特徴とする。これにより、配管部材を回転させて内部の楕円形状の管路の向きを変更するだけで、水平管の鉛直方向内径寸法を拡縮自在に変更することが可能であって、構造が簡単であるとともに良好な調整操作性を確保し得る。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明にかかる循環流動層焼却炉のLバルブ型ループシールの好適な一実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。本実施形態にかかるLバルブ型ループシール9は図5および図6に示した焼却炉1を前提として、図1および図2に示した水平管11の鉛直方向内径寸法を拡縮自在に変更する管径調整手段としての配管部材13を設けて構成される。水平管11は、ダウンカマー8底部の立ち上げ部8aと連通されるダウンカマー側管端部11aと、戻し管10と連通される戻し管側管端部11bとの間に、これらに着脱自在に配管部材13を設けることで構成される。
【0019】
各管端部11a,11bは従来の水平管11と同様に、内径寸法(従来と同様に、Dとする)および外径寸法が一定の円筒状に形成され、内部に円形状の管路14が形成される。他方、配管部材13にはその内部に楕円形状の管路15が形成される。配管部材13は、その外径寸法が各管端部11a,11bの外径寸法と一致する円筒状の外周面を有する一方で、内周面は、長径の寸法Xが各管端部11a,11bの内径寸法Dと同一で、短径の寸法Yがその半分のD/2の断面楕円形の筒体面で形成され、この筒体面によって楕円形状の管路15が区画形成される。従って、配管部材13の楕円形状管路15は、管端部11a,11bの円形状管路14に内接する関係で連通される。そして、管端部11a,11bと配管部材13とからなる水平管11の水平軸芯周りに配管部材13を回転させると、楕円形状管路15は円形状管路14の口径D内で周回するようになっている。
【0020】
配管部材13の両端部には、環状の配管側フランジ16が形成されるとともに、各管端部11a,11bの端部には配管側フランジ16と接合される環状の管端側フランジ17が形成される。これらフランジ16,17には同一ピッチでボルト孔18が形成され、このボルト孔18を介してボルト・ナット等の締結手段19で締結することで、配管部材13が各管端部11a,11bに取り外し可能に連結される。そして管端側フランジ17に対して配管側フランジ16をその周方向にずらすことにより、配管部材13が水平管11の水平軸芯周りに回転自在に回転され、これによって円形状管路14に対する楕円形状管路15の位置が変更される。
【0021】
図2に示した長径Xが水平状態にあるときを0°として、短径Yが水平状態となる90°まで配管部材13が回転する間に、楕円形状管路15によって水平管11の鉛直方向内径寸法が拡縮自在に変更される。そして特に楕円形状管路15は、円形状管路14に対し0°〜90°の範囲で周回される間に、水平管11の鉛直方向内径寸法を少なくとも、鉛直下方から上方へ向かって、すなわち管端部11a,11bの管路14の内底面に対し、配管部材13の管路15の内底面を上昇させて、これにより鉛直方向内径寸法が小さくされる。
【0022】
本実施形態にあっては、配管部材13の管路15が楕円形状であることから、鉛直方向内径寸法は鉛直方向上方からも小さくされる。また、楕円形状管路15は長径Xと短径Yの比が1/2であることから、鉛直方向内径寸法が1〜1/2の比率で変更される。
【0023】
次に、本実施形態のLバルブ型ループシール9の作用について説明すると、水平管11の内径寸法を調整する際には、締結手段19を外して管端側フランジ17に対し配管側フランジ16をその周方向にずらして、配管部材13を水平管11の水平軸芯周りに0°〜90°の範囲で回転させ、円形状管路14に対する楕円形状管路15の位置を変更する。このようにすれば、水平管11の鉛直方向内径寸法を拡大したり、縮小したりすることができる。
【0024】
このように配管部材13によって水平管11の鉛直方向内径寸法を変更すれば、内径寸法の縮小化により見掛け上水平管11の水平方向長さ寸法を延長することができ、すなわち例えば水平方向長さ寸法が管端部11a,11bの内径Dの2倍であるときに、鉛直方向内径寸法を例えば楕円形状管路15の短径(Y=D/2)に設定することで、水平方向長さ寸法を内径寸法の2倍以上にすることができ、これにより流動媒体を適切に水平管11内に滞留させて、Lバルブ型ループシール9に一定の高さで流動媒体を貯留しておくことが可能になる。
【0025】
特に、重力方向に崩落する作用を伴って戻り管10に移動しようとする流動媒体に対して、鉛直方向内径寸法を変更することは、水平方向内径寸法を変更する場合に比べて、流動媒体の流出を効果的に抑制することが可能であって、水平管11の内径を狭めることによる効果を一段と高く確保することができ、水平管11内に流動媒体を適切に滞留させることができる。
【0026】
これにより、水平管11の長さを延長することなく、したがって循環流動層焼却炉1を大型化することなく、Lバルブ型ループシール9によるシール機能を的確に確保することができて、焼却炉1の安定的な操業を保証することができる。
【0027】
また、楕円形状管路15により、少なくとも鉛直方向内径寸法を鉛直方向下方から上方へ向かって小さくするようにしたので、水平管11の鉛直方向内径寸法を縮小する際、ダウンカマー側管端部11aの円形状管路14に対し配管部材13の楕円形状管路15の内底面が上昇して、ダウンカマー8底部側からの流動媒体が一部堰き止められることになり、これにより水平管11内への流動媒体の流れ込みをさらに抑制することができて、より確実にLバルブ型ループシール9に流動媒体を保持させることができる。
【0028】
また、楕円形状管路15の長径Xと短径Yの比を1/2として、配管部材13を回転させることによる鉛直方向内径寸法の比率を1〜1/2の間で変更するようにしたので、最小寸法としても流動媒体による水平管11の閉塞を防止し得る。本実施形態の両管端部11a,11bおよび配管部材13からなる水平管11の水平方向長さ寸法を、従来相当(L/D=2)とした場合、短径Yが水平方向となるように楕円形状管路15を回転させれば、水平管11の水平方向長さ寸法Lを見掛け上、鉛直方向内径寸法の4倍(L/Y=4)とすることができ、これにより適切にLバルブ型ループシール9に流動媒体を保持させることができる。
【0029】
そして本実施形態にかかる配管部材13を採用すれば、当該配管部材13を回転させて内部の楕円形状管路15の向きを変更するだけという、きわめて簡単な操作で水平管11の鉛直方向内径寸法を拡縮自在に変更することができ、構造が簡単であるとともに調整操作性も良好である。上記実施形態にあっては、ボルト孔18のピッチ毎に配管側フランジ16をずらすようにしたが、ボルト孔18を長孔で形成するなどして、連続的にずらすことができるように構成しても良いことはもちろんである。
【0030】
図3および図4には、上記実施形態の管径調整手段の変形例が示されている。水平管11の鉛直方向内径寸法を拡縮自在に変更したり、また少なくとも鉛直方向内径寸法を鉛直下方から上方へ向かって小さくすること、また鉛直方向内径寸法比を1〜1/2とするのであれば、回転自在な配管部材13に代えて、上下スライド式の配管部材13を採用することができる。
【0031】
すなわち、配管部材13の両端部にスライドプレート20を設けるとともに、各管端部11a,11bの端部にスライドプレート20の上下方向スライド移動を案内する案内プレート21を設け、案内プレート21に沿ってスライドプレート20をスライドさせて適宜高さ位置で案内プレート21に固定するようにする。図示例にあっては、円形状の管路22を備えた配管部材13を示したが、管路は楕円形状であってもよい。このような変形例にあっても、上記実施形態と同様な作用・効果を得ることができることはもちろんである。
【0032】
【発明の効果】
以上要するに、本発明にかかる循環流動層焼却炉のLバルブ型ループシールにあっては、焼却炉を大型化することなく、その安定的な操業を保証することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる循環流動層焼却炉のLバルブ型ループシールの好適な一実施形態を示す水平管の側断面図である。
【図2】図1中、A−A線矢視断面図である。
【図3】本発明にかかる循環流動層焼却炉のLバルブ型ループシールの他の実施形態を示す水平管の側断面図である。
【図4】図3中、B−B線矢視断面図である。
【図5】一般的な循環流動層焼却炉を示す概略側断面図である。
【図6】従来のLバルブ型ループシールを示す側断面図である。
【符号の説明】
1 循環流動層焼却炉
2 ライザ
5 流動層
7 サイクロン
8 ダウンカマー
8a 立ち上げ部
9 Lバルブ型ループシール
11 水平管
13 配管部材
15 楕円形状管路
F 流動媒体[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an L-valve type loop seal for a circulating fluidized bed incinerator that can guarantee stable operation without increasing the size of the incinerator.
[0002]
[Prior art]
BACKGROUND ART Conventionally, a circulating fluidized bed incinerator 1 as shown in FIG. 5 is known as a facility for incinerating incineration materials such as sludge. In the incinerator 1, the incineration material is incinerated while a certain amount of fluid medium F such as silica sand is circulated in the incinerator 1. Fluid medium F, which is filled in a hearth section 3 at the bottom of
[0003]
The
[0004]
The
[0005]
Known as such a
[0006]
Since the L-valve
[0007]
[Patent Document 1]
JP-A-2002-286216
[Problems to be solved by the invention]
By the way, although the conventional L-valve
[0009]
Specifically, when the size of the incinerator 1 is increased, the flow state of the fluidized medium F in the
[0010]
In order to cope with this, it is conceivable to set the horizontal length L of the
[0011]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and provides an L-valve type loop seal of a circulating fluidized bed incinerator that can guarantee stable operation without increasing the size of the incinerator. The purpose is to provide.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The L-valve type loop seal of the circulating fluidized bed incinerator according to the present invention is formed in an L shape from the hollow rising portion at the bottom of the downcomer to the horizontal pipe connected thereto, and descends from the cyclone inside the downcomer. In the L-valve loop seal of a circulating fluidized bed incinerator that temporarily stores the flowing fluid medium and seals between the fluidized bed in the riser and the cyclone, the vertical inner diameter of the horizontal pipe is scalably changed. A pipe diameter adjusting means is provided.
[0013]
The vertical inner diameter of the horizontal pipe is changed by the pipe diameter adjusting means, and by reducing the inner diameter, the apparent horizontal length of the horizontal pipe can be extended, that is, for example, the horizontal length When the dimension is twice the inner diameter, the horizontal length can be increased to twice or more the inner diameter by reducing the inner diameter, so that the fluid medium can appropriately stay in the horizontal pipe, The fluid medium can be stored at a certain height in the L-valve loop seal.
[0014]
In particular, changing the inner diameter in the vertical direction with respect to the flowing medium that moves to the return pipe with the action of collapsing in the direction of gravity is more effective in changing the inner diameter in the horizontal direction than in changing the inner diameter in the horizontal direction. Can be effectively suppressed, the effect of reducing the inner diameter of the horizontal pipe can be further increased, and the fluid medium can appropriately stay in the horizontal pipe. As a result, the sealing function of the L-valve type loop seal can be properly secured without extending the length of the horizontal pipe, and thus without increasing the size of the circulating fluidized bed incinerator, and stably operating the incinerator. It is possible to guarantee.
[0015]
Further, the pipe diameter adjusting means is characterized in that at least the inner diameter in the vertical direction decreases from the lower side in the vertical direction to the upper side. With this configuration, when the inner diameter in the vertical direction of the horizontal pipe is reduced by the pipe diameter adjusting means, the inner diameter is reduced with the rise of the inner bottom surface of the horizontal pipe, and the flow of the fluid medium into the horizontal pipe is reduced. Further, the flow medium can be held more reliably by the L-valve type loop seal.
[0016]
Further, the pipe diameter adjusting means changes the inner diameter ratio in the vertical direction from 1 to 1/2. By setting the ratio of the inner diameter dimension change in the vertical direction to about 1/2, it is possible to prevent the horizontal pipe from being blocked by the flowing medium.
[0017]
Further, the pipe diameter adjusting means is a pipe member having an elliptical pipe formed therein and rotatable around a horizontal axis of the horizontal pipe. By this, it is possible to change the vertical inner diameter of the horizontal pipe in a freely expandable and contractable manner only by rotating the pipe member and changing the direction of the internal elliptical pipe, and the structure is simple and Good adjustment operability can be ensured.
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a preferred embodiment of an L-valve type loop seal of a circulating fluidized bed incinerator according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The L-
[0019]
Like the conventional
[0020]
Annular pipe-
[0021]
Assuming that the major axis X shown in FIG. 2 is in the horizontal state at 0 °, while the minor axis Y is rotated to 90 ° at which the minor axis Y is in the horizontal state, the vertical direction of the
[0022]
In the present embodiment, since the
[0023]
Next, the operation of the L-valve
[0024]
When the vertical inner diameter of the
[0025]
In particular, changing the inner diameter in the vertical direction with respect to the fluid medium which is going to move to the
[0026]
Accordingly, the sealing function of the L-valve
[0027]
Further, since the vertical inner diameter is reduced at least vertically upward from the lower part in the vertical direction by the
[0028]
Further, the ratio of the major axis X to the minor axis Y of the
[0029]
If the
[0030]
3 and 4 show modifications of the tube diameter adjusting means of the above embodiment. The inner diameter of the
[0031]
That is,
[0032]
【The invention's effect】
In short, in the L-valve loop seal of the circulating fluidized bed incinerator according to the present invention, stable operation can be guaranteed without increasing the size of the incinerator.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side sectional view of a horizontal pipe showing a preferred embodiment of an L-valve type loop seal of a circulating fluidized bed incinerator according to the present invention.
FIG. 2 is a sectional view taken along line AA in FIG.
FIG. 3 is a side sectional view of a horizontal pipe showing another embodiment of the L-valve type loop seal of the circulating fluidized bed incinerator according to the present invention.
FIG. 4 is a sectional view taken along line BB in FIG.
FIG. 5 is a schematic side sectional view showing a general circulating fluidized bed incinerator.
FIG. 6 is a side sectional view showing a conventional L-valve type loop seal.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Circulating
Claims (4)
上記水平管の鉛直方向内径寸法を拡縮自在に変更する管径調整手段を設けたことを特徴とする循環流動層焼却炉のLバルブ型ループシール。The L-shape is formed in an L-shape from a hollow rising portion at the bottom of the downcomer to a horizontal pipe connected to the downcomer. In an L valve type loop seal of a circulating fluidized bed incinerator for sealing between a cyclone,
An L-valve type loop seal for a circulating fluidized bed incinerator, comprising a pipe diameter adjusting means for changing the inner diameter of the horizontal pipe in the vertical direction so as to be scalable.
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