JP2009243874A - Boiler and its operating method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、石炭焚きボイラ装置などのボイラ装置に係り、特に、ボイラから排出される灰を搬送する灰搬送手段として乾式クリンカコンベアを採用した場合に適したボイラ装置及びその運転方法に関するものである。 The present invention relates to a boiler device such as a coal-fired boiler device, and more particularly to a boiler device suitable for a case where a dry clinker conveyor is employed as an ash conveying means for conveying ash discharged from a boiler, and an operation method thereof. .
従来、上記したようなボイラ装置としては、例えば、ボイラと、伝熱部を具備して外部からの空気を予熱してボイラに燃焼空気として送り込む再生式空気予熱器と、ボイラから排出される灰を載せて搬送するコンベアベルト及びこのコンベアベルトを覆うコンベアフードを具備した乾式クリンカコンベアを備えた石炭焚きボイラ装置がある。
この石炭焚きボイラ装置では、乾式クリンカコンベアのコンベアフードに設けた吸気口を通して外部から冷却空気を導入することで、コンベアベルト上における搬送途中の灰から顕熱を回収すると共に灰中の未燃焼分を燃焼させ、これにより高温となった冷却空気の一部をボイラに戻すようにしている(例えば、特許文献1参照)。
Conventionally, as the above-described boiler device, for example, a boiler, a regenerative air preheater that includes a heat transfer section, preheats air from the outside, and sends it as combustion air to the boiler, and ash discharged from the boiler There is a coal-fired boiler apparatus provided with a dry clinker conveyor provided with a conveyor belt that carries and conveys the conveyor belt and a conveyor hood that covers the conveyor belt.
In this coal-fired boiler device, by introducing cooling air from the outside through the air inlet provided in the conveyor hood of the dry clinker conveyor, sensible heat is recovered from the ash that is being transported on the conveyor belt and unburned components in the ash And a part of the cooling air that has become high temperature is returned to the boiler (see, for example, Patent Document 1).
ところが、上記した石炭焚きボイラ装置において、ボイラからコンベアベルト上に排出される灰(約850℃)を冷やす冷却空気(約15℃)は、乾式クリンカコンベアのコンベアフードの吸気口を通して全量大気吸込みにより導入され、この大気吸込みにより導入された冷却空気のすべてが、ボイラにおいて燃焼に費やされて該ボイラにおける全燃焼空気量の1%程度を占めることから、その分だけ、再生式空気予熱器において、排ガスと熱交換する空気量を減らすことになって、排ガス温度を一定にするためには、再生式空気予熱器の伝熱面積を増やさざるを得ないのが現状である。 However, in the coal-fired boiler apparatus described above, the cooling air (about 15 ° C.) for cooling the ash (about 850 ° C.) discharged from the boiler onto the conveyor belt is entirely sucked into the air through the intake port of the conveyor hood of the dry clinker conveyor. Since all of the cooling air introduced by the air suction is consumed in the boiler and occupies about 1% of the total combustion air amount in the boiler, the regenerative air preheater is equivalent to that amount. In order to keep the exhaust gas temperature constant by reducing the amount of air that exchanges heat with exhaust gas, the current state is that the heat transfer area of the regenerative air preheater must be increased.
本発明は、上記した課題に着目してなされたもので、外部からの空気を予熱してボイラに燃焼空気として送り込む再生式空気予熱器の効率向上を実現することが可能なボイラ装置及びその運転方法を提供することを目的としている。 The present invention has been made paying attention to the above-described problem, and is a boiler device capable of realizing an improvement in the efficiency of a regenerative air preheater that preheats air from the outside and sends it as combustion air to the boiler, and its operation It aims to provide a method.
本発明は、ボイラと、外部からの空気を予熱する伝熱部が具備された再生式空気予熱器と、前記再生式空気予熱器で予熱された外部からの空気を燃焼空気として前記ボイラに送給する燃焼空気供給系統と、前記ボイラから排気される排ガスを前記再生式空気予熱器に送給する排ガス系統と、前記ボイラから排出される灰を外部から導入される冷却空気により冷却しつつ搬送する灰搬送手段を備えたボイラ装置において、前記燃焼空気供給系統及び排ガス系統のうちの少なくともいずれか一方の系統と、前記ボイラの灰排出部から前記灰搬送手段の搬送終端部に至るまでのいずれかの部位との間には、該系統内の気体を冷却媒体として送給するバイパスが形成されている構成としたことを特徴としており、このボイラ装置の構成を前述した従来の課題を解決するための手段としている。 The present invention relates to a boiler, a regenerative air preheater provided with a heat transfer section for preheating air from the outside, and air from the outside preheated by the regenerative air preheater as combustion air to the boiler. Combustion air supply system for supplying, exhaust gas system for supplying exhaust gas exhausted from the boiler to the regenerative air preheater, and transporting ash discharged from the boiler while being cooled by cooling air introduced from the outside In the boiler apparatus provided with the ash conveying means, any one of the combustion air supply system and the exhaust gas system and any one from the boiler ash discharge part to the conveying terminal part of the ash conveying means It is characterized by having a configuration in which a bypass for supplying the gas in the system as a cooling medium is formed between these parts. And a means for solving the problems.
また、本発明の請求項2に係るボイラ装置において、前記バイパスは、前記燃焼空気供給系統と、前記灰搬送手段との間に形成され、前記燃焼空気供給系統内の燃焼空気の一部を冷却媒体として前記灰搬送手段に送給する構成としている。
さらに、本発明の請求項3に係るボイラ装置において、前記排ガス系統と前記ボイラとの間には、該排ガス系統内の排ガスを前記ボイラに戻す排ガス再循環系統が形成され、前記バイパスは、前記排ガス再循環系統と、前記ボイラの灰排出部から前記灰搬送手段の搬送終端部に至るまでのいずれかの部位との間に形成されている構成としている。
Further, in the boiler device according to
Furthermore, in the boiler device according to
さらにまた、本発明の請求項4に係るボイラ装置において、前記灰搬送手段は、前記ボイラの灰排出部から排出される灰を載せて搬送するコンベアベルトと、このコンベアベルトを覆うコンベアフードが備えられた乾式クリンカコンベアであって、前記バイパスは、前記燃焼空気供給系統及び排ガス系統のうちの少なくともいずれか一方の系統と、前記乾式クリンカコンベアのコンベアフードとの間に形成されている構成としている。
Furthermore, the boiler apparatus which concerns on
さらにまた、本発明の請求項5に係るボイラ装置において、前記ボイラの灰排出部と前記灰搬送手段との間には、該ボイラの灰排出部から排出される灰を貯めるホッパーが配置され、前記バイパスは、前記燃焼空気供給系統及び排ガス系統のうちの少なくともいずれか一方の系統と、前記ホッパーとの間に形成されている構成としている。
一方、本発明の請求項6に係る発明は、上記したボイラ装置の運転方法であって、前記燃焼空気供給系統及び排ガス系統のうちの少なくともいずれか一方の系統内の気体を冷却媒体として、前記ボイラの灰排出部から前記灰搬送手段の搬送終端部に至るまでのいずれかの部位に送給する構成としたことを特徴としており、このボイラ装置の運転方法の構成を前述した従来の課題を解決するための手段とている。
Furthermore, in the boiler device according to claim 5 of the present invention, a hopper for storing ash discharged from the ash discharge portion of the boiler is disposed between the ash discharge portion of the boiler and the ash transport means, The bypass is configured to be formed between at least one of the combustion air supply system and the exhaust gas system and the hopper.
On the other hand, the invention according to claim 6 of the present invention is the above-described operation method of the boiler apparatus, wherein the gas in at least one of the combustion air supply system and the exhaust gas system is used as a cooling medium. It is characterized in that it is configured to feed to any part from the ash discharge part of the boiler to the transfer terminal part of the ash transfer means, and the configuration of the operation method of this boiler device is the conventional problem described above. It is a means to solve.
本発明に係るボイラ装置及びその運転方法では、再生式空気予熱器からボイラに対して送給する燃焼空気供給系統内の燃焼空気の一部、及び、ボイラから排気された排ガス系統内の排ガスの一部のうちの少なくともいずれか一方を冷却媒体として、ボイラの灰排出部から灰搬送手段(乾式クリンカコンベア)の搬送終端部に至るまでのいずれかの部位に送給するようにしているので、その分だけ大気吸込みによって灰搬送手段に導入される冷却空気の量が減ることとなる。 In the boiler apparatus and the operation method thereof according to the present invention, a part of the combustion air in the combustion air supply system that is fed from the regenerative air preheater to the boiler, and the exhaust gas in the exhaust gas system that is exhausted from the boiler. Since at least one of some of the parts is used as a cooling medium, it is sent to any part from the boiler ash discharge part to the transfer terminal part of the ash transfer means (dry clinker conveyor). Accordingly, the amount of cooling air introduced into the ash conveying means by air suction is reduced.
すなわち、大気吸込みにより灰搬送手段に導入される冷却空気の量がボイラにおける所定の全燃焼空気量に占める割合が現状よりも減ることとなり、その結果、再生式空気予熱器を通過する空気量が増えることとなって、再生式空気予熱器の効率の向上が図られることとなる。
とくに、燃焼空気供給系統内の燃焼空気の一部、及び、排ガス系統内の排ガスの一部の双方をボイラの灰排出部から灰搬送手段の搬送終端部に至るまでのいずれかの部位に送給する場合には、大気吸込みにより灰搬送手段に導入される冷却空気の量がより一層減ることとなり、したがって、再生式空気予熱器を通過する空気量がさらに増えることとなって、再生式空気予熱器の効率のより一層の向上が図られることとなる。
That is, the ratio of the amount of cooling air introduced into the ash conveying means by atmospheric suction to the predetermined total combustion air amount in the boiler is reduced from the current state, and as a result, the amount of air passing through the regenerative air preheater is reduced. As a result, the efficiency of the regenerative air preheater is improved.
In particular, a part of the combustion air in the combustion air supply system and a part of the exhaust gas in the exhaust gas system are sent to any part from the ash discharge part of the boiler to the transfer terminal part of the ash transfer means. In the case of supplying air, the amount of cooling air introduced into the ash conveying means due to atmospheric suction is further reduced, and therefore the amount of air passing through the regenerative air preheater is further increased. The efficiency of the preheater will be further improved.
本発明の請求項1〜5に係るボイラ装置及び請求項6に係るボイラ装置の運転方法では、上記した構成としているので、外部からの空気を予熱して燃焼空気としてボイラに送り込む再生式空気予熱器の効率を向上させることができ、これに伴って、再生式空気予熱器の小型化及び低コスト化をも実現することが可能になるという非常に優れた効果がもたらされる。
In the boiler apparatus according to
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
(実施例1)
図1は、本発明の一実施例によるボイラ装置を示しており、この実施例では、ボイラ装置が石炭焚きボイラ装置である場合を例に挙げて説明する。
図1に示すように、このボイラ装置は、石炭焚きボイラ1と、伝熱部2aが具備された再生式空気予熱器2と、石炭焚きボイラ1から排出される灰を搬送する灰搬送手段としての乾式クリンカコンベア3と、石炭を粉砕するミル4とから主としてなっている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
Example 1
FIG. 1 shows a boiler apparatus according to an embodiment of the present invention. In this embodiment, a case where the boiler apparatus is a coal-fired boiler apparatus will be described as an example.
As shown in FIG. 1, the boiler apparatus includes a coal fired
再生式空気予熱器2は、配管11を介して供給される大気吸込みの外部空気A1(約35℃)を伝熱部2aで加熱するようになっており、石炭焚きボイラ1から排ガス系統20を介して送られる排ガス(約350℃)によっても外部空気A1を加熱するようになっている。
この再生式空気予熱器2は、上記のようにして大気吸込みの外部空気A1を加熱し、高温となった燃焼空気A2(約330℃)を燃焼空気供給系統12を介して石炭焚きボイラ1に送り込むようになっている。
The
The
また、再生式空気予熱器2には、配管11から分かれてミル4に対して微粉炭搬送用の空気A3(石炭種類及び投入量に応じた量の空気)を温度調節して供給するミル空気供給系統30が接続してある。
一方、灰搬送手段としての乾式クリンカコンベア3は、図2にも示すように、石炭焚きボイラ1から排出される灰Bを載せて搬送するコンベアベルト3aと、このコンベアベルト3aを覆うコンベアフード3bを具備しており、このコンベアフード3bに設けた吸気口3cを通して外部から大気吸込みの冷却空気A4(約15℃)を導入することで、コンベアベルト3a上における搬送途中の灰Bから顕熱を回収すると共に灰B中の未燃焼分を燃焼させ、これにより高温となった冷却空気A5の一部を石炭焚きボイラ1に戻すようになっている。
Further, the
On the other hand, as shown in FIG. 2, the
この場合、石炭焚きボイラ1及び再生式空気予熱器2間に配置した燃焼空気供給系統12と、乾式クリンカコンベア3のコンベアフード3bとの間には、バイパス13が形成されており、再生式空気予熱器2から石炭焚きボイラ1に対して送給する燃焼空気A2の一部を冷却媒体A6(約330℃)として送給するようにしている。
なお、図1において、配管11上の符号14は押し込み送風ファンであり、ミル空気供給系統30上の符号31はミル空気供給ファンである。
In this case, a
In FIG. 1,
また、排ガス系統20上の符号21,22,23は、それぞれ脱硝部,ガス精製部,誘引通風ファンである。
このような石炭焚きボイラ装置では、石炭焚きボイラ1と再生式空気予熱器2とを結ぶ燃焼空気供給系統12内の燃焼空気A2の一部を冷却媒体A6として、バイパス13を介して乾式クリンカコンベア3のコンベアフード3b内に送給するようにしているので、その分だけ、大気吸込みによって乾式クリンカコンベア3のコンベアフード3b内に導入される冷却空気A4の量が減ることとなる。
In such a coal fired boiler apparatus, a part of the combustion air A2 in the combustion
つまり、大気吸込みによってコンベアフード3b内に導入される冷却空気A4の量が石炭焚きボイラ1における所定の全燃焼空気量に占める割合が従前よりも減ることになるので、再生式空気予熱器2を通過する空気A1の量が増えることとなり、したがって、再生式空気予熱器2の効率の向上が図られることとなる。
また、再生式空気予熱器2の効率が向上するのに伴って、再生式空気予熱器2の小型化及び低コスト化をも実現し得ることとなる。
(実施例2)
図3は、本発明の他の実施例によるボイラ装置を示しており、この実施例においても、ボイラ装置が石炭焚きボイラ装置である場合を示す。
That is, since the ratio of the amount of the cooling air A4 introduced into the
Further, as the efficiency of the
(Example 2)
FIG. 3 shows a boiler apparatus according to another embodiment of the present invention, and also in this embodiment, the boiler apparatus is a coal-fired boiler apparatus.
図3に示すように、このボイラ装置において、排ガス系統20とボイラ1との間には、排ガス系統20内の排ガスをボイラ1に戻す排ガス再循環系統20Aが形成されている。この排ガス再循環系統20Aは、NOXを低減すること及びボイラ1の炉内温度を下げることを目的として設置されている。
この実施例では、先の実施例における燃焼空気供給系統12からのバイパス13に替えて、排ガス系統20に連通するバイパス33が形成されている。このバイパス33は、排ガス再循環系統20Aと、乾式クリンカコンベア3のコンベアフード3bとの間に形成されており、排バスの一部を冷却媒体G1(約350℃)として送給するようにしている。
この際、必要に応じて、バイパス33から枝分かれさせた分岐バイパス34をボイラ1の灰排出部1Aに接続させることができる。
As shown in FIG. 3, in this boiler apparatus, an exhaust
In this embodiment, a
At this time, the
なお、図3において、排ガス再循環系統20A上の符号35は排ガス再循環通風ファンであり、他の構成は、先の実施例におけるボイラ装置と同じである。
このような排ガス再循環系統20Aを有する石炭焚きボイラ装置において、排ガス系統20に連通する排ガス再循環系統20A内の排ガスの一部を冷却媒体G1として、バイパス33を介して乾式クリンカコンベア3のコンベアフード3b内に送給するようにしているので、その分だけ、大気吸込みによって乾式クリンカコンベア3のコンベアフード3b内に導入される冷却空気A4の量が減ることとなる。
In FIG. 3,
In the coal fired boiler apparatus having such an exhaust
したがって、大気吸込みによりコンベアフード3b内に導入される冷却空気A4の量が石炭焚きボイラ1における所定の全燃焼空気量に占める割合が従前よりも減ることになるので、再生式空気予熱器2を通過する空気A1の量が増えることとなり、その結果、再生式空気予熱器2の効率の向上が図られることとなる。
また、これに伴って、再生式空気予熱器2の小型化及び低コスト化をも実現し得ることとなる。
(実施例3)
図4は、本発明のさらに他の実施例によるボイラ装置を示しており、この実施例においても、ボイラ装置が石炭焚きボイラ装置である場合を示す。
Therefore, since the ratio of the amount of the cooling air A4 introduced into the
Along with this, the
(Example 3)
FIG. 4 shows a boiler apparatus according to still another embodiment of the present invention, and also in this embodiment, the boiler apparatus is a coal-fired boiler apparatus.
図4に示すように、この実施例におけるボイラ装置は、先の実施例における燃焼空気供給系統12からのバイパス13、及び、排ガス再循環系統20Aを介して排ガス系統20に連通するバイパス33の双方を備えたものとなっている。
この場合も、必要に応じて、バイパス33から枝分かれさせた分岐バイパス34をボイラ1の灰排出部1Aに接続させることができ、他の構成は、先の実施例におけるボイラ装置と同じである。
As shown in FIG. 4, the boiler apparatus in this embodiment includes both a
Also in this case, the
この実施例におけるボイラ装置では、燃焼空気供給系統12内の燃焼空気A2の一部を冷却媒体A6として、バイパス13を介して乾式クリンカコンベア3のコンベアフード3b内に送給するようにしていると共に、排ガス系統20内の排ガスの一部を冷却媒体G1として、バイパス33を介して乾式クリンカコンベア3のコンベアフード3b内に送給するようにしているので、大気吸込みにより乾式クリンカコンベア3に導入される冷却空気A4の量がより一層減ることとなる。
In the boiler apparatus in this embodiment, a part of the combustion air A2 in the combustion
したがって、再生式空気予熱器2を通過する空気量A1がさらに増えることとなって、再生式空気予熱器2の効率のより一層の向上が図られることとなる。
なお、上記した各実施例では、本発明に係るボイラ装置が石炭焚きボイラ装置である場合を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではない。
また、本発明に係るボイラ装置の構成は、上記した実施例の構成に限定されるものではなく、他の構成として、例えば、図5に部分的に示すように、ボイラ1の灰排出部1Aと乾式クリンカコンベア3のコンベアフード3bとの間に、ボイラ1の灰排出部1Aから排出される灰を貯めるホッパー41を配置し、このホッパー41と、燃焼空気供給系統12及び排ガス系統20のうちの少なくともいずれか一方の系統との間に、バイパス43を形成するようにしてもよい。
Therefore, the amount of air A1 passing through the
In addition, in each above-mentioned Example, although the case where the boiler apparatus which concerns on this invention was mentioned as an example and was a coal fired boiler apparatus was demonstrated, it is not limited to this.
Moreover, the structure of the boiler apparatus which concerns on this invention is not limited to the structure of an above-described Example, For example, as shown partially in FIG. And a hopper 41 for storing ash discharged from the
1 石炭焚きボイラ
2 再生式空気予熱器
2a 伝熱部
3 乾式クリンカコンベア(灰搬送手段)
3a コンベアベルト
3b コンベアフード
12 燃焼空気供給系統
13,33,34,43 バイパス
20 排ガス系統
20A 排ガス再循環系統
41 ホッパー
A1 外部からの空気
A2 燃焼空気
A4 冷却空気
A6,G1 冷却媒体
B 灰
1 Coal-fired
A1 Air from outside A2 Combustion air A4 Cooling air A6, G1 Cooling medium B Ash
Claims (6)
外部からの空気を予熱する伝熱部が具備された再生式空気予熱器と、
前記再生式空気予熱器で予熱された外部からの空気を燃焼空気として前記ボイラに送給する燃焼空気供給系統と、
前記ボイラから排気される排ガスを前記再生式空気予熱器に送給する排ガス系統と、
前記ボイラから排出される灰を外部から導入される冷却空気により冷却しつつ搬送する灰搬送手段
を備えたボイラ装置において、
前記燃焼空気供給系統及び排ガス系統のうちの少なくともいずれか一方の系統と、前記ボイラの灰排出部から前記灰搬送手段の搬送終端部に至るまでのいずれかの部位との間には、該系統内の気体を冷却媒体として送給するバイパスが形成されている
ことを特徴とするボイラ装置。 With a boiler,
A regenerative air preheater provided with a heat transfer section for preheating air from the outside;
A combustion air supply system that feeds external air preheated by the regenerative air preheater to the boiler as combustion air;
An exhaust gas system for supplying exhaust gas exhausted from the boiler to the regenerative air preheater;
In the boiler apparatus provided with ash conveying means for conveying the ash discharged from the boiler while being cooled by cooling air introduced from the outside,
Between at least one of the combustion air supply system and the exhaust gas system and any part from the ash discharge part of the boiler to the transfer terminal part of the ash transfer means, the system A boiler device is provided in which a bypass for supplying the inside gas as a cooling medium is formed.
前記燃焼空気供給系統及び排ガス系統のうちの少なくともいずれか一方の系統内の気体を冷却媒体として、前記ボイラの灰排出部から前記灰搬送手段の搬送終端部に至るまでのいずれかの部位に送給する
ことを特徴とするボイラ装置の運転方法。 A method for operating the boiler device according to claim 1,
The gas in at least one of the combustion air supply system and the exhaust gas system is used as a cooling medium, and is sent to any part from the ash discharge part of the boiler to the transfer terminal part of the ash transfer means. The operation method of the boiler apparatus characterized by supplying.
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