JP2010501821A - 大量の重灰の抽出及び空冷／水冷システム - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、ボイラースロート部に進入する空気の流量を増加させることなく、抽出された灰の最終温度を低減することができる固体燃料ボイラー（１００）によって生成される大量の重灰流量の抽出及び空冷／水冷システムならびにエネルギー回収に関する。
【解決手段】 冷却工程に必要な空気の流量がボイラー内に受け入れられる最大の流量を超えると、灰自体によって生成された冷却環境の分離により、システムは、過剰な空気と、可能性のある蒸気とをヒュームダクトの最も適当なポイントに送る。冷却システムの環境の分離は、システムの排出部の灰の温度信号に基づいて自動的に処理される。冷却空気が灰を冷却するのに十分でない場合、霧状の水を追加して冷却効率を上げることができる。追加された水の流量は、普通、灰流量と温度とに基づいて注入され、必要に応じて注入された水が完全に蒸発すると排出部でより軽い灰に混合するように空気圧で粉砕され搬送されるのに適した乾燥灰を得ることができる。
【選択図】 なし

Description

本発明は、固形燃料ボイラーによって生成される大量の重灰のエネルギーを抽出、冷却及び回収するためのシステム及び方法に関する。

電気エネルギーを生成するための固体化石燃料の需要は絶えず増加しているため、高灰分の石炭及び褐炭の燃焼もますます頻繁になっている。高出力のボイラー内での後者の燃焼は、多くの場合、未燃焼物質の含有量が多い最大１００トン／時間もの重灰の大量の生成を含む。上記量の乾式冷却又は主に乾式の冷却は、高カロリー値の化石燃料の２倍又は３倍にもなる大量の冷却空気を必要とする。

ＥＰ０４７１０５５Ｂ１号に示すように、幾つかの周知の灰抽出及び乾式冷却システムでは、冷却空気はそれ自体との熱交換のために加熱されるとボイラーの底部からボイラー内に導入される。従って、最初は、生成される灰の量が多ければ多いほど、空気との熱交換及び未燃焼物質の燃焼の両方に対して、上記のように冷却空気によってボイラー内に供給される熱回収は大きくなる。

しかし、燃焼効率がバーナー又はその他の特定の空気入口からではなく底部から燃焼室内に導入される空気によって悪影響を受けることを回避し、及び／又は窒素酸化物（ＮＯｘ）の生成への同様の望ましくない影響を回避するために、ボイラーの設計者は、この量を全燃焼空気の最大１．０〜１．５％の量に制限することを好む。

上記のことに関して、周知の冷却システムは、重灰の乾式冷却又は主として乾式の冷却と、関連する冷却空気の廃棄とについては、特に、上記灰が大量で未燃焼物質の含有量が多く、従って、高温の場合に、効率的かつ効果的に実施することに成功していない。特に、上記熱エネルギーの冷却、回収及び廃棄を成功させる場合、かなり複雑なプラント構造と極めて高い実施と処理のコストが必要になる。

従って、本発明によって解決される根本の技術的問題は、従来技術に関する上記の欠点を解消する固体燃料の燃焼室から出る重灰を抽出し冷却するためのシステム及び方法を提供することである。

上記問題は、請求項１のシステム及び請求項１８の方法によって解決される。

本発明の好ましい特徴は、本発明の従属請求項に記載されている。

特に、好ましくは、システムは、重灰の温度及び／又は流量に応じて水冷却の起動を決定することができ、また好ましくは、冷却水が冷却工程で完全に気化し、上記抽出及び搬送手段の排出部で実質的に乾燥した灰が得られるように冷却水の計量分配を調整することができる制御手段を有する。

好ましい実施形態によれば、システムは、好ましくは、冷却空気の入口の少なくとも１つの選択されたサブグループに結合された進入空気の流量を調整する手段を備えた冷却水を計量分配する複数のノズルを備える冷却システムを有する。

好ましくは、全体の配置構成は、上記冷却システムが、抽出及び搬送手段の少なくとも一部で重灰流量に対する向流内に冷却空気を供給することを決定することができるようになされる。

好ましくは、上記冷却システムは、上記抽出及び搬送手段に配置された冷却空気の複数の入口を有する。

好ましくは、制御手段は、抽出及び搬送手段及び／又は圧力絶縁領域に配置された重灰の温度及び／又は流量のセンサであって、好ましくは、抽出及び搬送手段の末端区画に、最も好ましくは、重灰の排出部に配置された重灰の温度及び／又は流量のセンサを備える。

好ましい実施形態によれば、上記制御手段は、圧力絶縁領域に配置された負荷センサを備える。

好ましくは、システムは、供給手段に配置された供給手段からヒュームダクトに導入される空気及び／又は蒸気の流量を調整する手段を備える。

好ましくは、上記制御手段は、抽出及び搬送ユニットの少なくとも１つの速度を制御することができる。

好ましくは、システムは、粉砕装置のすぐ下流側に配置された冷却空気の入口を備え、全体の配置構成は、上記入口から吸入される空気が粉砕装置それ自体の内部の向流内に供給されるようになされる。

好ましくは、システムは、上記抽出及び搬送手段に配置され、重灰と冷却流体との間の熱交換を改善することができる重灰を混合する手段を備え、混合手段は、好ましくは、実質的にプラウシェアの形状をするのが好ましい１つ又は複数の実質的に楔状の混合部材を備える。

好ましくは、抽出及び搬送手段は、灰をシステムの外に排出するためのユニットを備える。

好ましくは、システムは、重灰の排出部に配置され、その冷却工程を完了することができ、好ましくは、重灰に冷却水を供給する手段を備え、好ましくは、連続タイプである重灰を混合する手段を備える。

好ましくは、上記混合手段からヒュームダクト内へ冷却空気を供給する上記手段へ、冷却空気と、可能性のある蒸気とを供給する手段が提供される。

好ましくは、システムは、重灰を排出ユニット又は上記混合手段へ選択的に搬送することができる偏移手段を備える。

好ましくは、本発明の方法は、抽出及び搬送経路に配置された冷却空気の１つ又は複数の入口の流量調整を提供する冷却段階を含む。

好ましい実施形態によれば、上記方法は、上記抽出及び搬送経路及び／又は圧力絶縁領域で実行される重灰の温度及び／又は流量の検出を提供する。

好ましくは、重灰の温度及び／又は流量の上記検出は、上記抽出及び搬送経路の末端区画で実行され、最も好ましくは、重灰の排出部で実行される。

上記方法は、好ましくは、圧力絶縁領域で実行される負荷検出も実行する。

好ましくは、上記方法は、経路に沿って灰の抽出及び／又は搬送速度の制御を提供する。

好ましくは、重灰の混合は、灰自体への冷却水の供給を提供する。

好ましくは、上記方法は、排出ユニット又は上記混合を実施することができる手段へ重灰を選択的に偏移させる。

本発明は、以下の詳細な説明を読めば十分に理解することができる幾つかの重要な利点を提供する。

主要な利点は、本発明が底部からの燃焼室への冷却空気の１．０〜１．５％という上記制限を超えることなく、灰を適切に、効果的にまた効率的に乾式冷却又は主として乾式冷却することができることである。このような利点は、上述した重灰の含有量が多い石炭の場合に特に重要である。これは、主として、抽出及び搬送システム全体を異なる大気圧を備えた２つの環境であって、燃焼室に接続された第１の環境とエコノマイザの領域に接続された第２の環境とに分離することにより得られる。とりわけ上記分離によって、後者の領域に上記の１．５％を超えるいくらかの空気とそれに含まれる可能性のある蒸気の搬送が可能になる。

好ましく特に有利な実施形態に基づいて、上記環境の分離は、大量の上記の搬送される灰によって、すなわち、システムにほとんど装置を追加することなく実施される。これによって、この実施態様の有利なこととして、極限構造とシステム自体の動作の簡易性、処理及び保守コストを保つことで高温の大量の灰も上記のように効果的に冷却することができる。上記好ましい実施形態に基づいて、ＥＰ０４７１０５５Ｂ１号に記載のシステムを、その潜在的な用途を、灰の含有量が多い石炭又は褐炭から出る大量の重灰流量に広げることにより最適化することができる。

以下に記載する好ましい実施形態の詳細な説明を要約すると、本発明は、通常は、ボイラー設計者によって総燃焼空気の１．５％程度の値に固定されたボイラースロート部に進入する空気の量を増加させることなく、抽出された灰の最終温度を低減することができる固体燃料ボイラーによって生成される大量の重灰流量の抽出及び空冷／水冷システムに関する。冷却工程に必要な空気の量がボイラー内に受け入れられる最大量を超えると、システムは、灰それ自体によって実行される冷却環境の分離のために、過剰な空気をヒュームダクトの最も適当なポイントに送ることができる。

冷却システムの環境の分離は、排出部で実行される灰及び／又は流量測定に基づいてシステムによって自動的に処理される。冷却空気が灰を冷却するのに十分でない場合、霧状の水を追加することで冷却の有効性が増す。通常、追加される水の量は、灰流量と温度とに基づいて注入され、必要に応じて、注入された水が完全に蒸発すると、排出部では空気圧で粉砕され搬送されるのに適した乾燥灰を確実に得ることができる。水は、空気に対して、かなり低い重量（この例で考えられる動作環境で約１：１００の率）の灰自体の効果的な冷却が可能であるという大きな利点がある。水は、ヒュームダクトへ送られる空気量を大幅に低減することができる。これによって、ほぼ無視できるまで、煙の量の増加が装置のサイズの可能性のある増大と、煙突から排出されるまで煙自体を処理するために必要なエネルギーの増加につながるおそれがあるという悪影響が低減される。

使用する提案システムは、主として、
１．ボイラーと、上記特許ＥＰ０４７１０５５Ｂ１号に記載の主題のタイプである抽出機との間の遷移ホッパーと、
２．上記抽出機と、
３．灰の粉砕装置と、
４．例えばホッパーの形態の粉砕装置とコンベア−冷却装置との間の遷移貯留容器と、
５．灰をコンベア自体の上で混合する機能を有する適当なプラウシェアと水を噴射するノズルとを備えた上記のコンベア−冷却装置と、
６．コンベア−冷却装置と、ボイラーが受け入れ可能な最大量を超える冷却空気の排気のためのボイラーの煙の処理システム（普通は、空気／煙交換器の電気フィルタの上流にあるが、ＤｅＮＯｘ及び／又はＤｅＳＯｘシステム及びそれに関する構成の存否などのヒュームライン構成に応じて変更することができる）の最も適切なポイントとを接続する（コンベア／冷却装置の排気フードの領域内にある）パイプライン又はダクトと、
７．無制御空気のシステム内への進入を同時に防止することにより灰の排出が可能な最終排出装置（例えば、弁又は振動抽出機又は単に他の搬送又は貯蔵用の閉鎖された装置）と、
８．システムが、灰の異常状態（過剰な量及び／又は高温）のために灰の適当な冷却が確保できない場合の上記項目７の最終排出装置の代替策として起動される灰−水ミキサであって、
−湿った空気を項目６のパイプラインへ排出する接続パイプライン又はダクトと、
−外部の空気の再進入を同時に防止してシステムからの灰の排出を行う項目７に記載したものと等価の最終排出装置と、
を備えた灰−水ミキサと、
９．以下に動作説明の項で述べる動作の自動実行を確実に行う調整及び制御システムと、
を備える。

本発明のその他の利点、特徴及び適用態様は、例示的であって限定的ではない幾つかの好ましい実施形態における以下の詳細な説明から明らかになるだろう。添付の図面の各図を参照する。
２つの冷却環境間の圧力分離を提供する動作モードの本発明のシステムの好ましい実施形態を例示する全体レイアウトである。 図１のシステムの２つの冷却環境の分離領域の概略縦断面図である。 図２の線Ａ−Ａによる断面図である。 ２つの冷却環境に上記分離を提供しない別の動作モードの図１のシステムを例示する全体レイアウトである。 図１の線Ｂ−Ｂに沿って切断した、図１のシステムの冷却水用のノズルを備えた２重シャフトを備える連続ミキサの断面図である。 図５のミキサへまだ高温の灰を送る動作モードの図１のシステムを例示する全体レイアウトである。

まず図１を参照すると、例えば、固体化石燃料熱電プラントで使用される種類の本発明の好ましい実施形態による燃焼残留物を抽出し冷却するためのシステムの全体が１で示されている。以下の説明でより理解が深まるように、システム１は、例えば、灰の含有量が多い石炭又は褐炭の燃焼によって生成される大量の重灰流量を処理することに特に適している。

図を見やすくするために、システム１の異なる構成要素を、１００で示される燃焼室（又はボイラー）の底部からの燃焼残留物の抽出から廃棄までの経路を参照しながら以下に説明する。

燃焼室１００のすぐ下流側に、又はよりよくはその遷移ホッパー１０５のすぐ下流側に、システム１は、第１の抽出及び／又は搬送ユニット、特に、高耐熱鋼を主な材料とする乾式抽出機９を提供する。上記抽出機９は、周知のタイプで、例えば、参照により本明細書に組み込むものとするＥＰ０２５２９６７号に記載されている。抽出機９は、上記の遷移ホッパー１０５を通して燃焼室１００内に下方へ沈降する重灰を収集する。

専用のケーシングの側壁にある抽出機９は、抽出機９の展開と共に実質的に規則正しく分散した、各々が１０で示される外部冷却空気のための複数の入口を有する。上記入口１０は、量を調整する手段、又は起動又は活動停止状態にできる手段を備えることができる。さらに、抽出機９は、好ましくは自動弁又は流量の等価の調整手段によって調整され、抽出機９の端部付近に配置された外部冷却空気１９の追加の入口を有する。

冷却空気は、入口１０及び１９を通して抽出機９内、また燃焼室１００内の負圧のために、搬送される灰の向流内に吸入される。より詳細には、遷移ホッパー１０５内に存在する負圧によって空気が流入し、遷移ホッパーの底面上に燃焼室１００の制御システムによって調整される負圧（一般に大気圧より３００〜５００Ｐａ程度低い）がある。

抽出機９の下流側で、灰は、その最も粗い断片を粉砕する破砕装置又は粉砕装置３に供給され、熱交換表面が増加し、上記交換、すなわち、冷却工程の有効性が向上する。

粉砕装置３の下流側に、１７で示され、場合によって上記の流量調整用手段を備えた外部冷却空気の追加の入口が提供される。この例でも、入口１７から進入する空気は、粉砕装置３内を通過する向流内に、第１の抽出機９に沿って燃焼室１００内に存在する負圧のために供給される。上記冷却空気は、灰を冷却するだけでなく、機械を冷却するのにも有用である。

図２及び図３に詳細に示すように、粉砕装置３の下流側で、灰は、ホッパー／貯留容器８によって第２の鋼製ベルトコンベア−冷却装置６へ搬送される。以下に詳述するように、一定の条件下で上記システム構成によって抽出機９とコンベア−冷却装置６から２つの雰囲気を確実に分離するために灰を蓄積させることにより、ホッパー８は貯留容器のように動作することができる。特に、上記蓄積がある場合、コンベア６は、燃焼室１００の圧力に結合された抽出機の環境とエコノマイザの領域の別の圧力に結合されたコンベア／冷却装置の環境との分離を確実に行う材料頭部の下で連続的に動作することで、まさに第２の抽出機として動作する。

最大及び最小レベルを備えた７で示されるセンサと、コンベア６の入口の初期位置に配置されたレイヤレベラー１８は、ホッパー８に結合している。

コンベア−冷却装置６のベルトの速度の値に接続されたレイヤレギュレータ１８によって示される位置は、冷却液を再調整するのに温度測定と共に有用な大量の灰流量に関する情報を提供する。

コンベア６上で、第１の抽出機９についてすでに述べたのと同様の方法で、灰は、コンベア６のカバーの内部に位置する追加の計量分配ノズル１２によって微細に注入された水によって、必要に応じて、抽出機６の側壁上に配置された追加の入口１１を通して外部から再び吸入された空気によって引き続き冷却される。

この時点で、システム１は、とりわけ空気入口１０、１１、１７及び１９と配水ノズル１２によって実施される空冷／水冷システムを備えていることを理解することができるだろう。

システム１は、さらに、燃焼室１００に結合されたヒュームダクト１０１内の燃焼残留物と熱交換されて加熱される冷却空気を供給する手段をさらに提供する。この実施形態では、上記供給手段は、復水を回避するため適切に断熱され、熱に関してトレースされた、選択的に調整することができ、その展開部に沿って配置された自動弁１５（又は等価の手段）によって阻止／有効化できるダクト４を備える。

より詳細には、ダクト４は、負圧によって、コンベア６の排出領域及び／又はミキサ２の排出領域の場合、これを上記エコノマイザの領域に接続するか、又は好ましくは、接続することができる。好ましくは、ダクト４は、燃焼空気を予熱することができ、通常、本発明の燃焼システム内に提供される空気／煙交換器１０２（煙側）の上流側に配置される。上記交換器１０２は、一般にユングストロームと呼ばれるタイプであってもよい。

コンベア６上での灰の冷却は、特定の混合手段の存在により、特にコンベアベルト６自体に固定され、この例ではプラウシェアのような形状を有する実質的に楔状の部材１４の存在により有効になる。上記プラウシェア状の部材１４は、コンベア６の展開部に沿って実質的に規則正しく分散され、灰の搬送部に配置されている。上記のように、プラウシェア状の部材１４は、ベルト上への搬送時に連続混合を実行し、こうして冷却空気及び／又は水との熱交換に利用可能な最大表面を露出することにより灰をすき起こす。

コンベア６の下流側に自動デビエーティングバルブ１６（又は灰流量を選択的にそらす等価の手段）が提供され、冷却された灰を外側に向いた排出手段１３又はこの例では、外部とも連通し、図５に詳細を示す連続ミキサ２へ選択的に供給する。

排出コンベア１３は、進入する空気を制御して外部からの無制御の進入を解消する（又は変形実施形態では、システムを他の搬送又は貯留閉鎖環境に接続する）装置（図示せず）を備える。

水を含むミキサ２によって、必要に応じて、下流側工程に対応した温度値に達するための、又は灰を湿らせて一定の搬送及び廃棄条件下での塵埃の放出を低減する灰の冷却が完了する。ミキサ２は、同時に外気の無制御の進入を防止することによりシステムからの灰の排出を行う手段を備えた排出フード２１を有する。上記装置は、例えば、灰の重量によって変形して最小の必要な通路部へ灰を排出する２重クラペットを備えた弁又はゴムのフラッシュで形成することができる。

好ましい実施形態では、ミキサ２をダクト４に接続するパイプラインが空気と後者内の蒸気の出口に提供される。

システム１は、この例では、コンベア６の端部又は排出部に、及び／又は主抽出機９上に、又はより好ましくはコンベア１３の灰の排気口に配置された温度及び／又は大量及び／又は重量がある灰を感知する手段を備える。有利には、上記のタイプのセンサは、ホッパー／貯留容器８にも提供される。

上記ホッパー８にも、ロードセル又は等価の手段を提供してホッパー／貯留容器内の灰のレベルを制御することができる。

さらに、ダクト４に配置された温度センサ手段を提供することができる。

システム１は、灰流量と温度に関連してシステム１の動作モードを制御することができる上記センサ手段と連通する制御システムを備える。

システム１の動作モード、特に、上記の制御手段によって制御されるその冷却システムの動作モードについて以下に詳述する。

第１に、センサ手段によって提供される灰の温度及び／又は流量値が制御システムによって事前設定され記憶された値と比較され、上記比較の結果に基づいて、システム１の動作に最も適した動作モードが決定される。温度及び／又は流量の測定の実行の必要性に関して、灰の温度の上昇は通常ここで問題とするシステム１の流量の増加にリンクしていることに留意されたい。

開始段階のシステムは、すべての入口弁１０、１１、１７及び１９を調整し、自動弁１５を閉止して、燃焼空気の１．５％に相当する総空気量が、抽出機９及びコンベア６の両方の内部で向流内で灰を横切ることによりボイラー１００のホッパー１０５の底部スロートによって吸入されるように、図４に示すモードで構成される。

上記動作モードは、コンベア６の排出部の灰の温度が所定の値Ｔ_{ｍｉｎｉｍｕｍ}に達するまで維持される。

上記動作モードでは、制御手段は、抽出機９のベルトとコンベア６のベルトの相対速度を制御し、ホッパー８内の材料頭部の形成を回避するために、実質的にコンベア６の灰の潜在的流量が抽出機９のそれより大きくなる。

値Ｔ_{ｍｉｎｉｍｕｍ}を超えると、システムは、特にコンベア６の速度を低減し調整してホッパー８内の灰の蓄積を判定し、連続的な灰のプラグを形成するようにコンベア６の速度に作用し、次に、システムは、ダクト４の弁１５を開いてボイラー内に存在する圧力に接続された抽出機９とヒュームダクト内に存在する圧力に接続されたコンベア６内にそれぞれ別の雰囲気を生成する。

上記動作モードでは、抽出機９及びホッパー８の空気弁の入口１０、１９及び１７は、自動調整され、抽出機内にボイラーに導入することができる冷却空気の１．５％だけを集中させる。弁１１と用心のためその後にコンベア６のノズル１２が下流側の煙を処理するためのシステムに影響がないように計算したパーセントまで最初に空気を追加し、必要に応じて、その後水を追加することにより調整され、所望の冷却が得られる。

環境分離の上記構成では、入口１０、１７及び１９によって導入される主抽出機９に作用する冷却空気は、向流内で抽出機を横切り、１．５％の制限内で燃焼室１００に進入する。１．５％を超える冷却空気は、コンベア６の入口１１を通して外部から吸入され、等流内で後者を横切り、可能性のある水の局所冷却によって生成される蒸気と共にエコノマイザ領域内の負圧によってダクト４を通して吸入される。

関連するエネルギーをボイラーに送り返しコンベア６のベルト上に水を追加することで可能性のある未燃焼物質の最大可能な燃焼が得られる方法で、煙を処理するためのシステムの消費エネルギーを増加させることなく、効果的な冷却が可能であり、蒸気生成装置の性能が向上する。

上記動作モードを図１に示す。

上記の灰の頭部が存在する場合に、最大及び最小レベル７のセンサによる検出に基づいてコンベア６の速度を制御することによりロードホッパー８が空になることが回避される。特に、レベルが最小値に達すると、コンベア６が停止するまで速度が低減されるが、最小レベルを超えるとコンベア６が再起動され、最大レベルに達すると、速度の増加とコンベア６のベルトの量の増加が提供される。

ここで考察する構成では、制御手段は、特にホッパー８内の灰の温度とコンベア６の送り速度に関連する特定のセンサ手段によって検出される追加情報を利用することができる。抽出部の（固定）値と結びついた後者は、大量の灰流量を正確に画定する。抽出部自体で発生することがある問題を回避するために、抽出レベルは、粉砕装置３から外部へ排出される灰の砕片のサイズが適当な幅だけ大きくなければならないことは明らかである。

さらに、図６に例示する追加の動作モードでは、システム１は、例えば、燃料の種類に応じて、又は燃焼室１００の清掃動作に応じて、大量の灰流量／高温（設計値よりも大きい）の場合にも処理可能である。灰の温度が値Ｔ_{ｖｅｒｙ ｈｉｇｈ}より大きいことが要求される上記の場合、システム１は、最後に述べた動作モードを提供し、デビエーティングバルブ１６によってコンベア１３ではなくミキサ２へまだ熱い灰を排出する。

ミキサ２内へ追加の水流を導入して灰を適当な湿度含有量（好ましくは１０％程度）の到達最終温度（通常、８０℃）まで加熱して、後続の移動動作で塵埃がないように確保する。

ミキサ２内の上記冷却によって生成される蒸気がコンベア６に向かって再び上昇することがないように（復水を生成するリスクがある）、コンベア６、ミキサ２及びダクト４を直接逆Ｙ字形に接続することができる。上記構成により、空気と、場合によってコンベア−冷却装置６からの蒸気がミキサ２内で生成された蒸気に加わることで、ヒュームラインを備える接続ダクトに向かって進行する。この接続ダクト（ミキサ２とメインダクト４の間）内では復水のリスクがあるため、設計条件で復水の形成とそれに関連する灰の湯垢のリスクが識別されていた時はいつでも接続ダクトを適切に加熱することができる。

温度及び／又は流量ならびに所定量の燃焼空気の上記事前設定値は、システム１を管理するオペレータが選択的に設定することができることを理解されたい。

さらに、上述した動作モードは、システム１を管理する可能性の１つに過ぎない。例えば、より簡単な動作モードによって所定の温度値に達した時点で灰の頭部を生成し、その間、残りの部分についてのシステムの管理によって冷却空気と必要に応じて水の流量を調整することができる。

上記の動作モードのような一連の動作モードは、灰の温度／流量の値に基づいて、手動で、又は、分離領域の形成、抽出機９及びコンベア６に進入する空気流、霧状の水の可能性のある注入／利用及びデビエーティングバルブの起動に作用することで灰自体の冷却モードを決定する管理及び制御システムによって自動的に設定することができる。

一般に、この時点でシステム１は、動作の全体の融通性を備え、ボイラー１００の底部からの冷却空気の過剰な流量の導入に起因する問題を回避しながらいかなる量の灰も実際に管理することができることを理解されたい。上記のように、極めて高温の冷却空気を導入し、追加の空気流を供給し（ヒュームダクト内でボイラーの底部から導入してはならない）、必要に応じて、冷却水を追加することで上記融通性が得られる。

この最後の最後の態様に関する限り、好ましくは、システム１は、制御手段を通じて、使用した量の水を適切に注入し、冷却工程で完全に蒸発させるようにし、コンベア６から排出される場合、粉砕され空気圧で搬送するのに適した実質的に乾燥した灰が得られるようにする。これは、最終的な灰の温度を１００℃以上に保つことにより達成される。霧状にして噴射し注入する水の量は、一方で、灰（ホッパー８内の温度と排出最終温度の間で要求される特定のエンタルピーの変動に対する大量の生成物）から除去される熱と、他方では、気化熱と冷却空気によるエンタルピーの変動の総計とが等しくなる熱平衡によって制御される。

さらに、空気／煙交換器の上流側のヒュームダクトへの冷却空気の搬送部が、この例で使用され、また上記ＥＰ０４７１０５５Ｂ１号に記載の乾式抽出機にすでに結合された性能の利点を強調することで、最適な熱回収を行うことができることを理解されたい。

また、プラウシェア状の部材又はそれと等価の部材の存在と、ノズル１２によって選択的に水を冷却することができることで、灰の温度を均一にすることができることを理解されたい。

さらに、システムパラメータのより完全な制御とは別に、ダクト４に配置された温度センサによって、冷却空気から発生する蒸気によるダクト４全体にわたる結露ポイントの形成を検証することができることを理解されたい。実際、空気自体と霧状の水の量の温度の両方を検知していることで冷却空気に関連する湿度を容易に計算することができ、さらに、
−一方の側で、湿度自体が適切で重要な余裕を持って１００％を下回り、
−他方の側で、経路内に存在する可能性のある低温ポイント（主として、コンベア６のカバー上と接続ダクト４の表面上にある）で、空気中の水分含有量が良好なシステム動作を阻害する可能性がある復水を引き起こすほどではないということを検証することができる。

システム内での復水の形成のリスクを回避するために、追加の接続ダクトダクト上の外気の入口を選択的に移動し、遷移ホッパー１０５から送られる熱気と環境冷気の両方の量の調整弁を提供することで、追加の接続ダクト（又は等価の手段）を遷移ホッパー１０５とホッパー８の近くのコンベア６の間に配置することができる。これによって、システム内の空気の温度を復水の形成のリスクが解消されるレベルまで上げることができる。ダクト４上に位置する上記の温度センサの検出に基づいて、進入する熱気及び冷気の流量の上記調整を実行することができる。

最後に、２つの環境への上記の分離は、上記の装置以外の装置によっても可能であることを理解されたい。例えば、抽出機９とコンベア６との間にクラペット状の弁などの追加の装置又はそれと等価の装置を提供することができる。次にホッパー／貯留容器８の下に粉砕装置３に対して可変量の第２の粉砕段を適用することにより、２つの環境を分離して、ホッパー内で環境を分離するために必要な灰の頭部を生成することができる。

本発明によって、抽出機９上に最大量の外気を送り、第２の抽出機６（水を追加するための）上の空気の量、すなわち、煙の処理に必要なエネルギーを徹底的に低減することでエネルギーの効果的な回収が可能であることを理解されたい。

本発明の別の目的は、システム１に関してこれまで説明してきた重灰のエネルギーを抽出し、回収するための方法を提供することである。

以上、本発明をその好ましい実施形態を参照しながら説明してきたが、同じ本発明の核心に属する他の実施形態が存在してもよく、すべての実施形態が添付の特許請求の範囲の保護の範囲内に含まれる。

Claims (81)

1. 燃焼室と結合して使用することができるタイプの重灰のエネルギーを抽出し、冷却し、回収するための、特にエネルギー生成プラント内の例えば固体化石燃料から発生する大量の重灰流のためのシステム（１）であって、前記抽出及び冷却システム（１）が、
   （ａ）燃焼室（１００）から重灰を抽出及び搬送する手段（９，６）と、
   （ｂ）前記抽出及び搬送手段（９及び６）に配置され、前記抽出及び搬送手段（９及び６）への冷却空気の供給を決定することができる重灰を冷却する冷却システム（１０，１１，１９，１７，１２）であって、前記冷却空気の少なくとも一部がその底部から燃焼室（１００）内に導入されるように全体的な配置構成がされているシステムと、
   （ｃ）前記抽出及び搬送手段（９，６）の第１（９）及び第２（６）の環境の間の雰囲気の分離を決定することができる圧力絶縁手段（８）であって、前記第１の環境（９）が燃焼室（１００）の雰囲気に接続され、前記第２の環境（６）がヒュームダクト（１０１）に接続可能な圧力絶縁手段（８）と、
   （ｄ）灰の温度及び／又は流量に応じて、環境の前記圧力絶縁の起動を決定することができる制御手段と、
   を備えるシステム（１）。
2. 前記冷却システム（１０，１１，１７，１９，１２）が、２重方式の空冷／水冷タイプである、請求項１に記載のシステム（１）。
3. 前記制御手段が、重灰の温度及び／又は流量に応じて水冷却の起動を決定することができる、請求項２に記載のシステム（１）。
4. 前記制御手段が、冷却水が冷却工程で完全に気化し、前記抽出及び搬送手段（９，６，１３）の排出部で実質的に乾燥した灰が得られるように、冷却水の計量分配を調整することができる、請求項２又は３に記載のシステム（１）。
5. 前記冷却システムが、冷却水を計量分配する複数のノズル（１２）を備える、請求項２から４のいずれか１項に記載のシステム（１）。
6. 前記水冷却が、前記第２の環境（６）で起動することができる、請求項２から５のいずれか１項に記載のシステム（１）。
7. 全体の配置構成が、前記冷却システム（１０，１１，１７，１９，１２）が前記抽出及び搬送手段（９，６，１３）の少なくとも一部（９）で重灰流量に対する向流内に冷却空気を供給することを決定することができる、前記請求項のいずれか１項に記載のシステム（１）。
8. 全体の配置構成が、環境（９，６）の圧力分離の条件下で、前記冷却システム（１０，１１，１７，１９，１２）が前記第１の環境（９）内の重灰流量に対する向流内と、前記第２の環境（６）内の前記流量の等流内に冷却空気を供給することを決定することができる、前記請求項のいずれか１項に記載のシステム（１）。
9. 前記冷却システムが、前記抽出及び搬送手段（９，６）に配置された冷却空気の複数の入口（１０，１１，１７，１９）を備える、前記請求項のいずれか１項に記載のシステム（１）。
10. 進入空気の流量を調整する手段が、冷却空気の少なくとも１つの選択されたサブグループ（１９）に結合される、請求項９に記載のシステム（１）。
11. 前記制御手段が、前記抽出及び搬送手段（９，６，１３）及び／又は圧力絶縁領域（８）に配置された重灰の温度及び／又は流量のセンサを備える、前記請求項のいずれか１項に記載のシステム（１）。
12. 前記重灰の温度及び／又は流量のセンサが、前記抽出及び搬送手段（６，１３）の末端区画に配置される、請求項１１に記載のシステム（１）。
13. 前記温度及び／又は流量のセンサが、重灰の排出部に配置される、請求項１２に記載のシステム（１）。
14. 前記制御手段が、圧力絶縁領域（８）に配置された負荷センサを備える、前記請求項のいずれか１項に記載のシステム（１）。
15. 前記制御手段が、底部から燃焼室（１００）に進入する冷却空気の流量が所定量の総燃焼空気を超えないように、環境（９，６）の前記分離を決定することができる、前記請求項のいずれか１項に記載のシステム（１）。
16. 前記所定の量が、約１．０％〜１．５％に等しい、請求項１５に記載のシステム（１）。
17. 冷却空気と、冷却空気から出る可能性のある蒸気とを燃焼室（１００）に結合された燃焼ヒュームダクト（１０１）内に供給する手段（４）を備える、前記請求項のいずれか１項に記載のシステム（１）。
18. ヒュームダクト（１０１）内に供給する前記手段（４）が、冷却工程の実質的に下流側で前記第２の環境（６）にヒュームダクト（１０１）を接続することができる、請求項１７に記載のシステム（１）。
19. ヒュームダクト（１０１）内に冷却空気を供給する前記手段（４）が、エコノマイザ領域の前記ヒュームダクトに達する、請求項１７又は１８に記載のシステム（１）。
20. ヒュームダクト（１０１）内に冷却空気を供給する前記手段（４）が、燃焼空気を予熱することができる空気／煙交換器（１０２）の上流側で終わる、請求項１７から１９のいずれか１項に記載のシステム（１）。
21. 前記供給手段（４）からヒュームダクト（１０１）内に導入される供給手段（４）に配置された空気及び／又は蒸気の流量を調整する手段（１５）を備える、請求項１７から２０のいずれか１項に記載のシステム（１）。
22. 前記圧力絶縁手段が、必要に応じて、前記環境分離（９，６）を決定するために前記制御手段によって制御されるヒュームダクト（１０１）内に供給する前記手段（４）を阻止／有効化する手段（１５）を備える、請求項１７から２１のいずれか１項に記載のシステム（１）。
23. 前記調整及び／又は阻止／有効化手段が、自動弁（１５）を備える、請求項２１又は２２に記載のシステム（１）。
24. 前記制御手段が、ヒュームダクト（１０１）内に冷却空気を供給する前記手段（４）に配置された１つ又は複数の温度センサを備える、請求項１７から２３のいずれか１項に記載のシステム（１）。
25. 前記抽出及び搬送手段が、燃焼室（１００）のすぐ下流側に配置された、又は配置することができる第１の抽出ユニット（９）と、前記第１のユニット（９）の下流側に配置された第２の搬送ユニット（６）とを備える、前記請求項のいずれか１項に記載のシステム（１）。
26. 前記圧力絶縁手段（８）が、前記第１（９）及び第２（６）の抽出及び搬送ユニットの間の圧力分離を生成することができる、請求項２５に記載のシステム（１）。
27. 前記制御手段が、前記抽出及び搬送手段（９，６）の少なくとも１つの速度を制御することができる、請求項２４又は２５に記載のシステム（１）。
28. 前記圧力絶縁手段（８）が、前記２つの環境（９，６）の間に重灰の頭部を生成することができ、その前記圧力分離を決定することができる手段を備える、前記請求項のいずれか１項に記載のシステム（１）。
29. 前記圧力絶縁手段が、前記頭部を生成する重灰を収容することができる貯留手段（８）を備える、請求項２８に記載のシステム（１）。
30. 前記圧力絶縁手段が、前記頭部を生成する重灰を収容することができるホッパー（８）を備える、請求項２９に記載のシステム（１）。
31. 前記制御手段が、前記頭部に配置された１つ又は複数のレベルセンサ（７）を備える、請求項２８から３０のいずれか１項に記載のシステム（１）。
32. 前記抽出及び搬送手段（６，９，１３）に配置された重灰の粉砕装置（３）を備える、前記請求項のいずれか１項に記載のシステム（１）。
33. 前記粉砕装置（３）が、前記第１（９）及び第２（６）の環境の間に介設される、請求項３２に記載のシステム（１）。
34. 絶縁頭部（８）を形成することができる前記手段が、前記粉砕装置（３）のすぐ下流側で前記頭部の形成を決定することができる、請求項３２又は３３、及び請求項２８から３１のいずれか１項に記載のシステム（１）。
35. 前記粉砕装置（３）のすぐ下流側に配置された冷却空気の入口（１７）を備え、全体の配置構成が、前記入口から吸入される空気が粉砕装置（３）それ自体の内部の向流内に供給されるようになされる、請求項３２から３４のいずれか１項に記載のシステム（１）。
36. 前記抽出及び搬送手段（９，６，１３）に配置され、重灰と冷却流体との間の熱交換を改善することができる重灰を混合する手段（１４）を備える、前記請求項のいずれか１項に記載のシステム（１）。
37. 前記混合手段が、１つ又は複数の実質的に楔状の混合部材（１４）を備える、請求項３６に記載のシステム（１）。
38. 前記混合部材（１４）が、実質的にプラウシェアの形状をした、請求項３６又は３７に記載のシステム（１）。
39. 前記抽出及び搬送手段が、灰をシステム（１）の外に排出するためのユニット（１３）を備える、前記請求項のいずれか１項に記載のシステム（１）。
40. 重灰の排出部に配置され、その冷却工程を完了することができる重灰を混合する手段（２）を備える、前記請求項のいずれか１項に記載のシステム（１）。
41. 前記混合手段（２）が、重灰に冷却水を供給する手段を備える、請求項４０に記載のシステム（１）。
42. 前記混合手段（２）が、連続タイプである、請求項４０又は４１に記載のシステム（１）。
43. 請求項１７に従属する場合、冷却空気と、前記混合手段（２）からの可能性のある蒸気とをヒュームダクト（４）内に冷却空気を供給する前記手段に供給する手段を備える、請求項４０から４２のいずれか１項に記載のシステム（１）。
44. 重灰を前記排出ユニット（１３）又は前記混合手段（２）へ選択的に搬送することができる偏移手段（１６）を備える、請求項３９、及び請求項４０から４３のいずれか１項に記載のシステム（１）。
45. 前記燃焼室（１００，１０５）から前記第２の環境に含まれる前記抽出及び搬送手段のユニット（６）へ熱気を供給するダクトを備える、前記請求項のいずれか１項に記載のシステム（１）。
46. 特にエネルギー生成システム内の例えば化石燃料から発生する大量の重灰流量に対して、燃焼室から出る重灰を抽出し冷却するための方法であって、
    （ａ）燃焼室（１００，１０５）から重灰を抽出するステップと、
    （ｂ）冷却工程の下流側で、冷却空気の少なくとも一部を底部から燃焼室（１００，１０５）内に供給し、導入することにより前記抽出及び搬送経路（９，６，１３）に沿って前記重灰を冷却するステップと、
    （ｃ）重灰の温度及び／又は流量に応じて、前記抽出及び搬送経路に沿って配置された第１（９）及び第２（６）の環境の間の圧力絶縁を選択的に起動するステップであって、前記第１の環境（９）が燃焼室（１００，１０５）のすぐ下流側に配置され、前記第２の環境（６）が前記第１の環境（６）の下流側に配置されるステップと、
    を含む方法。
47. 前記冷却段階（ｂ）が、２重方式の空冷／水冷タイプである、請求項４６に記載の方法。
48. 前記段階（ｂ）が、重灰の温度及び／又は流量に応じて水冷却の起動を提供する、請求項４７に記載の方法。
49. 前記段階（ｂ）が、冷却水が冷却工程で完全に気化し、前記抽出及び搬送経路（９，６，１３）の排出部で実質的に乾燥した灰が得られるように冷却水の計量分配を調整する、請求項４７又は４８に記載の方法。
50. 前記段階（ｂ）が、前記第２の環境（６）で水冷却を起動することができる、請求項４７から４９のいずれか１項に記載の方法。
51. 前記冷却段階（ｂ）が、前記抽出及び搬送経路（９，６，１３）の少なくとも一部（９）で重灰流量に対する向流内に冷却空気を供給する、請求項４６から５０のいずれか１項に記載の方法。
52. 前記冷却段階（ｂ）が、環境（９，６）の圧力分離の前記条件下で、前記第１の環境（９）内の重灰流量に対する向流内と、前記第２の環境（６）内の前記流量の等流内に冷却空気を供給する、請求項４６から５１のいずれか１項に記載の方法。
53. 前記冷却段階（ｂ）が、前記抽出及び搬送経路（９，６）に配置された冷却空気の１つ又は複数の入口（１０，１１，１７，１９）の流量調整を提供する、請求項４６から５２のいずれか１項に記載の方法。
54. 前記抽出及び搬送経路（９，６，１３）及び／又は圧力絶縁領域（８）で実行される重灰の温度及び／又は流量の検出を提供する、請求項４６から５３のいずれか１項に記載の方法。
55. 前記重灰の温度及び／又は流量の検出が、前記抽出及び搬送経路（６，１３）の末端区画で実行される、請求項５４に記載の方法。
56. 前記温度及び／又は流量の検出が、重灰の排出部で実行される、請求項５５に記載の方法。
57. 圧力絶縁領域（８）で実行される負荷検出を提供する、請求項４６から５６のいずれか１項に記載の方法。
58. 前記段階（ｃ）が、底部から燃焼室（１００）に進入する冷却空気の流量が所定量の総燃焼空気を超えないように、環境（９，６）の前記分離を提供する、請求項４６から５７のいずれか１項に記載の方法。
59. 前記所定の量が、約１．０％〜１．５％に等しい、請求項５８に記載の方法。
60. 冷却空気と、冷却水から発生する可能性のある蒸気とを燃焼室（１００）に結合された燃焼ヒュームダクト（１０１）内に供給する、請求項４６から５９のいずれか１項に記載の方法。
61. ヒュームダクト（１０１）内への前記供給が、冷却工程の実質的に下流側で前記第２の環境（６）から実行される、請求項６０に記載の方法。
62. ヒュームダクト（１０１）内への前記供給（４）が、エコノマイザ領域の前記ヒュームダクト（１０１）内への流出を提供する、請求項６０又は６１に記載の方法。
63. ヒュームダクト（１０１）内への前記供給が、燃焼空気を予熱することができる空気／煙交換器（１０２）の上流側で前記ヒュームダクト（１０１）内への流出を提供する、請求項６０から６２のいずれか１項に記載の方法。
64. 前記ヒュームダクト（１０１）内に供給される空気及び／又は蒸気の流量を調整する、請求項６０から６３のいずれか１項に記載の方法。
65. 前記段階（ｃ）が、前記圧力絶縁が前記ヒュームダクト内への冷却空気の前記供給を阻止／有効化することにより得られる、請求項６０から６４のいずれか１項に記載の方法。
66. 前記ヒュームダクト（１０１）内への前記供給を実施することができる手段（４）内で実行される温度検出を提供する、請求項６０から６５のいずれか１項に記載の方法。
67. 前記抽出及び搬送経路が、前記燃焼室（１００）のすぐ下流側に配置された第１の抽出部分（９）と、前記第１の抽出部分（９）の下流側に配置された第２の搬送部分（６）とを備える、請求項４６から６６のいずれか１項に記載の方法。
68. 前記段階（ｃ）が、前記第１（９）及び第２（６）の抽出及び搬送部分の間の前記圧力絶縁を得ることができる、請求項６７に記載の方法。
69. 前記段階（ｃ）が、前記経路に沿って灰の抽出及び／又は搬送速度を制御する、請求項６７又は６８に記載の方法。
70. 前記段階（ｃ）が、前記２つの環境（９，６）の間に重灰の頭部を生成し、その前記圧力分離を決定することができる、請求項４６から６９のいずれか１項に記載の方法。
71. 前記段階（ｃ）が、前記頭部のレベル検出を提供する、請求項７０に記載の方法。
72. 前記抽出及び搬送経路（６，９，１３）内で実行される重灰を粉砕する、請求項４６から７１のいずれか１項に記載の方法。
73. 前記粉砕が、前記第１（９）及び第２（６）の環境の間に実行される、請求項７２に記載の方法。
74. 前記段階（ｃ）が、前記粉砕のすぐ下流側で前記頭部を形成する、請求項７２又は７３、及び請求項６８又は６９に記載の方法。
75. 前記粉砕システムを実施することができる手段（３）内の向流内に冷却空気を供給する、請求項７２から７４のいずれか１項に記載の方法。
76. 前記抽出及び搬送経路（９，６，１３）の少なくとも一部に沿って実行され、重灰と冷却流体との間の熱交換を改善することができる重灰の混合を提供する、請求項４６から７５のいずれか１項に記載の方法。
77. 排出部で実行され、その冷却工程を完了することができる重灰の混合を提供する、請求項４６から７６のいずれか１項に記載の方法。
78. 前記混合が、重灰への冷却水の供給を提供する、請求項７７に記載の方法。
79. 冷却空気と、前記混合によって使用又は生成される可能性のある蒸気とを前記燃焼室（１００）に結合されたヒュームダクト（１０１）内に供給する、請求項７７又は７８に記載の方法。
80. 排出ユニット（１３）又は前記混合（２）を実施することができる手段への重灰の選択的な偏移を提供する、請求項７７から７９のいずれか１項に記載の方法。
81. 前記燃焼室（１００，１０５）から前記第２の環境に含まれる前記抽出及び搬送経路の一部（６）へ熱気を供給する、請求項４６から８０のいずれか１項に記載の方法。

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