JP2019100574A - Fluid bed furnace - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内部循環式の流動床炉の構成に関する。 The present invention relates to the configuration of an internal circulation type fluidized bed furnace.
従来から、炉内下部に充填された流動媒体を炉底から吹き出す流動用ガスで流動させてなる流動床が形成された、流動床炉が知られている。流動床炉には内部循環方式と外部循環方式とがあり、そのうち内部循環方式では、流動床を燃焼室と熱回収室とに仕切って、これら2室の間で流動媒体を循環流動させることにより、流動床内で燃焼と熱回収とが行われる。この種の内部循環式の流動床炉が、例えば、特許文献1で開示されている。 BACKGROUND Conventionally, a fluidized bed furnace is known in which a fluidized bed is formed in which a fluidized medium filled in the lower part of the furnace is made to flow with a flowing gas blown from a furnace bottom. The fluidized bed furnace has an internal circulation system and an external circulation system. In the internal circulation system, the fluidized bed is divided into a combustion chamber and a heat recovery chamber, and the fluid medium is circulated and flowed between these two chambers. , Combustion and heat recovery are performed in the fluidized bed. An internal circulation type fluidized bed furnace of this kind is disclosed, for example, in Patent Document 1.
特許文献1に記載の流動床炉では、流動床が第1仕切と第2仕切とで3つのセルに区分され、それぞれのセルの下側又は下部に独立して流量を調整した流動用ガスを供給する風箱又は散気管が設けられている。第1セルでは燃料(燃焼対象物)が供給されて燃料の燃焼が行われ、第3セルでは伝熱管が設けられて熱回収が行われる。第1セルと第2セルは下側が連通するように第1仕切で区分され、第2セルと第3セルは上側と下側とが連通するように第2仕切で区分されている。流動媒体は、流動用ガスによって、第1セルの下部から第2セルを介して第2仕切を超えて第3セルに移動し、第3セルの下部から第2セル及び第1セルに循環する。 In the fluidized bed furnace described in Patent Document 1, the fluidized bed is divided into three cells by the first partition and the second partition, and the flowable gas whose flow rate is adjusted independently below or under each cell is A supply air box or air diffuser is provided. In the first cell, fuel (combustion target) is supplied to burn the fuel, and in the third cell, a heat transfer pipe is provided to perform heat recovery. The first cell and the second cell are divided by the first partition so that the lower side communicates with each other, and the second cell and the third cell are divided by the second partition such that the upper side and the lower side communicate with each other. The fluidizing medium moves from the lower part of the first cell to the third cell across the second partition via the second cell and circulates from the lower part of the third cell to the second cell and the first cell by the flowable gas .
一般に、内部循環式の流動床炉では、炉底に風箱が設けられ、風箱の上部に多数のノズルが形成されたガス分散板が設けられており、風箱内のガスがガス分散板を介して炉底か流動床内へ吹き出すように構成されている。特許文献1に記載されているように、風箱に代えて、散気管で流動化ガスを供給する構成とすることも提案されているが、具体的な態様は示されていない。 Generally, in an internal circulation type fluidized bed furnace, a gas distribution plate is provided at the furnace bottom with a wind box at the bottom and a large number of nozzles are formed at the top of the wind box, and the gas in the wind box is a gas dispersion plate It is configured to blow out into the furnace bottom or into the fluidized bed via As described in Patent Document 1, instead of the air box, a configuration in which the fluidizing gas is supplied by a diffuser is also proposed, but a specific aspect is not shown.
本願の発明者らは、内部循環式の流動床炉において、散気管を用いた流動用ガスの供給を検討している。ガス分散板ではノズルを炉平面に適切に分散して配置することができるため、流動用ガスが炉平面に均一に分散される。しかし、直線状に延びる散気管では、空気の吹出口を炉平面に分散して配置することは難しいため、散気管による流動用ガス供給によって流動媒体を循環流動を成立させるためには仕切壁との関係も考慮して、散気管のレイアウト等を決定する必要がある。 The inventors of the present application are examining the supply of gas for fluidization using a diffusion tube in an internal circulation type fluidized bed furnace. In the gas dispersion plate, the nozzles can be appropriately dispersed and disposed on the furnace plane, so that the flowable gas is uniformly dispersed on the furnace plane. However, since it is difficult to distribute the air outlets in the furnace plane in the case of a straight-line aeration tube, it is difficult to form a circulating flow of the fluid medium by supplying the gas for fluidization by means of the aeration tube. It is necessary to determine the layout of the aeration tube etc. in consideration of
そこで、本発明の一態様に係る流動床炉は、
流動媒体からなる流動媒体層と、
前記流動媒体を流動させる流動用ガスを前記流動媒体層の底部から供給する流動用ガス供給装置と、
前記流動媒体層を燃料の燃焼が行われる第1セル、第2セル、及び、伝熱管が設けられて熱回収が行われる第3セルに仕切る複数の平行な仕切壁であって、第1セルと第2セルとをその下側で連通するように仕切る第1仕切壁、及び、前記第1仕切壁よりも下端の高さレベルが低く、前記第3セルと前記第2セルとをその上側及び下側で連通する第2仕切壁を含む仕切壁とを備え、
前記流動用ガス供給装置は、前記第1〜3セルの各セルの底部であって前記仕切壁の下端よりも下方に、前記仕切壁と平面視で重複しないように、平面視において前記仕切壁と平行に配置された複数の散気管を有することを特徴としている。
Therefore, a fluidized bed furnace according to one aspect of the present invention is
A fluid medium layer comprising a fluid medium,
A flowable gas supply device for supplying a flowable gas for flowing the flowable medium from the bottom of the flowable medium bed;
A plurality of parallel partition walls for dividing the fluidized medium layer into a first cell, a second cell, and a heat transfer pipe which are provided for the combustion of fuel to be subjected to heat recovery, the first cell being a first cell And a second partition wall for communicating the lower side with the second cell, and a height level of a lower end of the first partition wall is lower than that of the first partition wall, and the third cell and the second cell are upper side And a partition wall including a second partition wall communicating with the lower side,
The flow gas supply device is the bottom of each of the first to third cells, and is lower than the lower end of the partition wall, so that the partition wall and the partition wall do not overlap in plan view And a plurality of aeration tubes arranged in parallel with
上記の流動床炉によれば、散気管から吹き出した流動用ガスは、各セルにおいて流動媒体の流動を阻害することなく良好に分散する。その結果、各セルにおける流動媒体に、そのセルの流動方向に応じた流動が促される。よって、内部循環式の流動床炉において、上記の流動床炉の特徴を適用すれば、散気管を用いた流動用ガスの供給によって、流動媒体を良好に循環移動させることができる。 According to the above-described fluidized bed furnace, the flowable gas blown out from the aeration pipe is well dispersed in each cell without blocking the flow of the flowable medium. As a result, the flow medium in each cell is urged to flow according to the flow direction of the cell. Therefore, in the internal circulation type fluidized bed furnace, if the above-described features of the fluidized bed furnace are applied, the flow medium can be favorably circulated and moved by the supply of the flowable gas using the diffusion pipe.
上記の流動床炉において、流動用ガス供給装置が、前記第2セルの前記流動用ガスの空塔速度が前記第1セルの前記流動用ガスの空塔速度よりも大きく、且つ、前記第1セルの前記流動用ガスの空塔速度が前記第3セルの前記流動用ガスの空塔速度よりも大きくなるように、前記散気管から前記流動用ガスを吹き出すように構成されていてよい。 In the fluidized bed furnace described above, in the fluidizing gas supply apparatus, the superficial velocity of the fluidizing gas of the second cell is larger than the superficial velocity of the fluidizing gas of the first cell, and the first gas The flowing gas may be blown out from the aeration tube such that the superficial velocity of the flow gas in the cell is higher than the superficial velocity of the flow gas in the third cell.
これにより、流動媒体が、第1セルから第2セルを通じて第3セルへ、更に、第3セルから第1セルへ循環移動する。 Thereby, the fluid medium circulates from the first cell to the third cell through the second cell, and further, from the third cell to the first cell.
上記の流動床炉において、前記散気管が、炉本体に対し挿脱可能に設けられていてよい。 In the above fluidized bed furnace, the aeration pipe may be provided so as to be insertable into and removable from the furnace body.
これにより、熱疲労や摩擦などにより炉の他の要素と比較して交換頻度の高い散気管を容易に交換することができる。 As a result, due to thermal fatigue, friction, etc., it is possible to easily replace the aeration tube having a high replacement frequency as compared with other elements of the furnace.
上記の流動床炉において、前記散気管は、セルごとにヘッダで連結されており、各ヘッダに、流量調整手段が設けられた流動用ガス供給配管が接続されていてよい。 In the fluidized bed furnace described above, the aeration pipes may be connected by a header for each cell, and a flow gas supply pipe provided with a flow rate adjusting means may be connected to each header.
これにより、散気管に供給される流動用ガスの流量をセルごとに調整することが容易となる。 This makes it easy to adjust the flow rate of the flowable gas supplied to the air diffusion pipe for each cell.
上記の流動床炉において、前記散気管の各々に所定の標準流量の前記流動用ガスが供給されるときに、前記第2セルの前記流動用ガスの空塔速度が前記第1セルの前記流動用ガスの空塔速度よりも大きく、且つ、前記第1セルの前記流動用ガスの空塔速度が前記第3セルの前記流動用ガスの空塔速度よりも大きくなるように、各セルに配置される前記散気管の本数が定められていてよい。 In the fluidized bed furnace described above, when the fluidizing gas of a predetermined standard flow rate is supplied to each of the aeration tubes, the superficial velocity of the fluidizing gas of the second cell is the fluid velocity of the first cell It arranges to each cell so that the superficial velocity of the flow gas of the first cell is larger than the superficial velocity of the flow gas and the superficial velocity of the flow gas of the third cell is larger The number of the aeration tubes to be carried out may be determined.
これにより、例え、各散気管に供給される流動用ガスの流量を均一としても、第1〜3セルの流動用ガスの空塔速度が流動媒体に循環流動を生じさせる所定の相関関係となるので、各セルへ供給する流動用ガスの流量の調整が容易となる。 Thereby, even if the flow rate of the flowable gas supplied to each aeration tube is made uniform, the superficial velocity of the flowable gas in the first to third cells becomes a predetermined correlation that causes the flow medium to circulate. Therefore, it becomes easy to adjust the flow rate of the fluidizing gas supplied to each cell.
本発明によれば、内部循環式の流動床炉において、散気管を用いた流動用ガスの供給を実現することができる。 According to the present invention, in the internal circulation type fluidized bed furnace, it is possible to realize the supply of the flowable gas using the diffusion pipe.
〔燃焼システム100の構成〕
まず、本発明の一実施形態に係る流動床炉1を含む燃焼システム100の構成について説明する。図1に示す燃焼システム100は、石炭、バイオマス、RDF、都市ごみ、産業廃棄物などの燃料(燃焼対象物)を燃焼して、その排熱を回収するシステムである。
[Composition of combustion system 100]
First, the configuration of a
燃焼システム100は、燃料を燃焼する流動床炉1を備えている。流動床炉1の燃焼排ガス系統3には、熱交換装置31、サイクロン式集塵機32、バグフィルタ33、及び誘引ファンである誘引ブロワ34が設けられている。流動床炉1の燃焼排ガスは、熱交換装置31で排熱が回収され、サイクロン式集塵機32及びバグフィルタ33で塵が分離され、その一部が誘引ブロワ34によって図示されない煙突を通じて系外へ排出される。
The
燃焼排ガス系統3のバグフィルタ33の下流側には排ガス再循環系統4が接続されている。排ガス再循環系統4には、ガス再循環ブロワ40が設けられており、このガス再循環ブロワ40によって燃焼排ガス系統3の燃焼排ガスの一部が、流動床炉1へ戻される。排ガス再循環系統4によって流動床炉1へ戻された燃焼排ガスは、流動用ガス(一次燃焼ガス)、二次燃焼用ガス、及び三次燃焼用ガスとして利用される。
An exhaust
〔流動床炉1の構成〕
次に、本発明の一実施形態に係る流動床炉1の構成について説明する。図2に示す流動床炉1は、炉下部の流動床部11及びその上方のフリーボード部12からなる燃焼室が設けられた炉本体10と、流動床炉1の運転を制御する運転制御装置15と、流動床監視装置9とを備えている。フリーボード部12の下部には、燃焼室の余の部分と比較してガス通路断面積が絞られた絞り部13が存在する。フリーボード部12では、燃焼ガスが下から上に向かって流れ、フリーボード部12の上部に接続された煙道には、熱交換装置31を構成する伝熱管が設置されている。
[Configuration of fluidized bed furnace 1]
Next, the configuration of the fluidized bed furnace 1 according to an embodiment of the present invention will be described. The fluidized bed furnace 1 shown in FIG. 2 is an operation control device for controlling the operation of the fluidized bed furnace 1 and a furnace
図3は、流動床部11の拡大図である。図2及び図3に示すように、流動床部11には珪砂などの流動媒体が充填された流動媒体層51と、流動媒体層51へその底部から流動用ガスを供給する流動用ガス供給装置52と、流動媒体層51を3つのセル61,62,63に仕切る仕切壁41,42とによって、内部循環流動床が形成されている。
FIG. 3 is an enlarged view of the fluidized
第1仕切壁41は、流動床部11を含む炉本体10の下部分を、燃焼領域53と熱回収領域54とに仕切っている。第2仕切壁42は、熱回収領域54において、第1仕切壁41に近接し、且つ、第1仕切壁41と平行に設けられている。これらの仕切壁41,42によって、流動床部11は、炉本体10の第1側壁10aと第1仕切壁41との間に形成された「燃焼セル61」、第1仕切壁41と第2仕切壁42との間に形成された「循環セル62」、及び、第2仕切壁42と炉本体10の第2側壁10bとの間に形成された「収熱セル63」の3つのセルに仕切られている。収熱セル63には、過熱器管又は蒸発器管などの伝熱管64が設けられている。この伝熱管64を通過する熱媒体により熱回収が行われる。
The
燃焼領域53の上方には、鉛直方向に直線状に延びる燃焼室が形成されている。一方、熱回収領域54の上方には、熱回収領域54の上部を塞ぐ天井壁43が設けられている。第1仕切壁41の上端は天井壁43に近接しており、第1仕切壁41の上端と天井壁43との間に未燃ガス供給口68となる上部連通口が形成されている。第1仕切壁41の下端は第2仕切壁42の下端よりも高く、これにより、第1仕切壁41の下部に流動媒体が流通する下部連通口55が形成されている。また、第2仕切壁42の上部及び下部には、循環セル62と収熱セル63とを連通し、流動媒体が流通する連通口56,57が形成されている。
Above the
流動用ガス供給装置52は、燃焼セル61、循環セル62、及び収熱セル63の各々に独立して流量が調整された流動用ガスを供給する。燃焼セル61、循環セル62、及び収熱セル63の各セルの底部には、側方へ向けて開口した多数の吹出口を有する一又は複数の散気管80が設けられている。
The flow
散気管80はセル61,62,63ごとにヘッダで連結されており、各ヘッダにはダンパ(又はバルブ)等の流量調整手段81a,82a,83a及び流量計81b,82b,83bを備えた流動用ガス供給配管81,82,83が接続されている。燃焼セル61の底部に配置される散気管80と接続される流動用ガス供給配管81、及び、循環セル62の底部に配置される散気管80と接続される流動用ガス供給配管82へは、押込ブロワ79によって空気が供給される。また、収熱セル63の底部に配置される散気管80と接続される流動用ガス供給配管83には排ガス再循環系統4が接続されている。
The
運転制御装置15は、流動媒体層51において燃焼セル61及び収熱セル63の温度を検出する温度センサ(図示略)及び流量計81b,82b,83bなどの検出値に基づいて、各流動用ガス供給配管81,82,83の流動用ガスの流量を調整するように、流量調整手段81a,82a,83aを動作させる。燃焼セル61及び循環セル62の底部からは、流動用ガスとして空気が吹き出し、収熱セル63の底部からは、流動用ガスとして燃焼排ガスが吹き出す。
The
ここで、燃焼セル61の流動用ガスの空塔速度は収熱セル63の流動用ガスの空塔速度よりも大きく、且つ、循環セル62の流動用ガスの空塔速度は、燃焼セル61の流動用ガスの空塔速度及び収熱セル63の流動用ガスの空塔速度よりも大きくなるように、流動用ガスの流量が調整される。これにより、燃焼セル61の流動媒体は第1仕切壁41の下部連通口55を通って循環セル62へ移動し、循環セル62の流動媒体は第2仕切壁42の上部連通口56を通って収熱セル63へ移動し、収熱セル63の流動媒体は第2仕切壁42の下部連通口57を通って燃焼セル61及び循環セル62へ循環するような、流動媒体の流れが生じる。
Here, the superficial velocity of the flowable gas of the
フリーボード部12において、運転時における流動床部11の表層部の直ぐ上方であって、第1側壁10aには、燃料投入口65が開口している。燃料投入口65は、絞り部13よりも燃焼ガスの流れの上流側に位置する。この燃料投入口65へ、図示されない燃料供給装置によって燃料が供給される。燃料投入口65から炉内へ投入された燃料は、流動床部11の燃焼セル61の上部に落下する。
In the
フリーボード部12において、燃料投入口65よりも燃焼ガスの流れの下流側であって絞り部13のあたりの炉壁には、未燃ガス供給口68が開口している。未燃ガス供給口68からは、熱回収領域54の流動媒体層51に配置された散気管80から流動媒体層51内へ吹き出されて、流動媒体層51を通過したあとの空気及び燃焼排ガスの混合気が、二次燃焼用ガスとして吹き出す。但し、未燃ガス供給口68の他に、二次燃焼用ガスを吹き出す供給口が設けられてもよい。
In the furnace wall on the downstream side of the flow of combustion gas with respect to the
フリーボード部12において、未燃ガス供給口68よりも燃焼ガスの流れの下流側の炉壁には複数の三次燃焼用ガス供給口69が開口している。複数の三次燃焼用ガス供給口69は、複数の高さ位置に分散して設けられている。また、それらの三次燃焼用ガス供給口69から吹き出した三次空気の拡散領域に含まれる炉壁には、温度センサ70が設けられている。
In the
三次燃焼用ガスの空気含有量は、空気に燃焼排ガスを混合させることにより調整される。そのために、三次燃焼用ガス供給口69への空気の供給路と燃焼排ガスの供給路とには、ダンパ(又はバルブ)等の流量調整手段88,89が設けられている。運転制御装置15は、或る箇所の温度センサ70で検出された温度が所定の範囲を超える場合は、三次燃焼用ガスの流量を所定流量に維持しながら、その箇所へ供給される三次燃焼用ガスの空気含有量が減るように、また、検出された温度が所定の範囲を下回る場合は、その箇所へ供給される三次燃焼用ガスの空気含有量が増えるように、流量調整手段88,89の開度を調整する。
The air content of the tertiary combustion gas is adjusted by mixing the combustion exhaust gas with air. For that purpose, flow control means 88, 89 such as dampers (or valves) are provided in the air supply path to the tertiary combustion
〔流動床炉1の運転方法〕
ここで、上記構成の流動床炉1の運転方法について説明する。流動床炉1では、流動床部11において低空気比燃焼が行われる。より詳細には、流動床部11とフリーボード部12との総空気比を1よりも大きい値としながら、流動床部11の燃焼セル61の空気比(即ち、一次空気比)、及びフリーボード部12の燃料投入口65の周囲の空気比(二次空気比)がいずれも1未満の低空気比となるように、燃焼セル61への流動化空気及び二次燃焼用ガスの供給量、及び/又は、その空気含有量が調整される。望ましくは、一次空気比は、二次空気比よりも低い。例えば、流動床部11とフリーボード部12との総空気比を1.2とする場合に、一次空気比を0.4とし、二次空気比を0.8としてよい。
[Operation method of fluidized bed furnace 1]
Here, the operation method of the fluidized bed furnace 1 of the said structure is demonstrated. In the fluidized bed furnace 1, low air ratio combustion is performed in the
酸素濃度の低い還元雰囲気の流動床部11では、燃料の緩慢な乾燥と熱分解によって、可燃性熱分解ガスと熱分解残渣が生じる。熱分解残渣や燃料の燃え残りは、燃焼セル61の底部であって、第1側壁10aと第1仕切壁41との間の中間位置に設けられた流動媒体及び不燃物の抜出口72から炉外へ排出される。流動床部11で生じた熱分解ガスは二次燃焼用ガスで燃焼し、その燃焼ガス中の未燃分は、三次燃焼用ガスで完全燃焼し、その燃焼排ガスが燃焼排ガス系統3へ排出される。
In the
〔流動用ガス供給装置52〕
ここで、流動用ガス供給装置52の構成について詳細に説明する。図4は、散気管80のレイアウトを示す炉底部の平面図である。
[Flowing gas supply device 52]
Here, the configuration of the fluidizing
図4に示すように、流動床部11において、各セル61,62,63には少なくとも1本の散気管80が設けられている。散気管80は、例えば、円管に、側方へ向いた多数の吹出口が延伸方向に亘って均一に分散して形成されたものである。
As shown in FIG. 4, in the
第1仕切壁41及び第2仕切壁42は平行に配置されており、仕切壁41,42の面内方向と各散気管80の延伸方向とは平行である。散気管80は、仕切壁41,42と平面視において重複しないように、第1側壁10aと第1仕切壁41との間、第1仕切壁41と第2仕切壁42との間、第2仕切壁42と第2側壁10bとの間にそれぞれ配置されている。
The
各散気管80は、第1仕切壁41及び第2仕切壁42の下端よりも下方に配置されている。2つの仕切壁41,42のうち下端の高さレベルが低い第2仕切壁42の下端と散気管80の管中心との距離は、200mm以上300mmm以下の範囲である。このように下端の高さレベルが低い方の仕切壁42と散気管80の管中心との距離とが上記の範囲内にあれば、流動媒体が良好にセルを跨って移動することが発明者らによって確認されている。
Each
各散気管80は、炉本体10の炉壁に対し、散気管80の延伸方向と平行に挿脱可能に挿入されている。メンテナンス時には、各散気管80を個別に炉本体10から着脱することができる。
Each
散気管80は、セル61,62,63ごとにヘッダで連結されており、各セル61,62,63の流動用ガスの空塔速度が流動媒体に循環流動を生じさせる所定の相関関係となるように、セル61,62,63ごとに散気管80へ供給される流動用ガスの流量が調整されている。ここで、「所定の相関関係」とは、各セル61,62,63の流動用ガスの空塔速度が流動媒体の流動化速度よりも大きいことを前提として、循環セル62の流動用ガスの空塔速度が燃焼セル61の流動用ガスの空塔速度よりも大きく、且つ、燃焼セル61の流動用ガスの空塔速度が収熱セル63の流動用ガスの空塔速度よりも大きい、各セルの流動用ガスの空塔速度の関係を意味する。
The
また、全ての散気管80に所定の標準流量の流動用ガスが供給されたときに、各セルの流動用ガスの空塔速度が流動媒体に循環流動を生じさせる所定の相関関係となるように、各セル61,62,63に配置される散気管80の本数が定められている。ここで、散気管80ごとに吹出口の数が異なっていてもよい。
In addition, when all the
以上に説明したように、本実施形態に係る流動床炉1は、流動媒体からなる流動媒体層51と、流動媒体を流動させる流動用ガスを流動媒体層51の底部から供給する流動用ガス供給装置52と、流動媒体層51を燃料の燃焼が行われる燃焼セル61(第1セル)、循環セル62(第2セル)、及び、伝熱管64が設けられて熱回収が行われる収熱セル63(第3セル)に仕切る複数の平行な仕切壁41,42とを備えている。仕切壁41,42は、燃焼セル61と循環セル62とをその下側で連通するように仕切る第1仕切壁41、及び、第1仕切壁41よりも下端の高さレベルが低く、収熱セル63と循環セル62とをその上側及び下側で連通する第2仕切壁42を含んでいる。そして、流動用ガス供給装置52は、各セル61,62,63の底部であって仕切壁41,42の下端よりも下方に、仕切壁41,42と平面視で重複しないように、平面視において仕切壁41,42と平行に配置された複数の散気管80を有することを特徴としている。なお、平面視において、仕切壁41,42と複数の散気管80とが平行に配置されているとは、平面視において、仕切壁41,42の面の延びる方向と、複数の散気管80の延伸方向とが、平行であることを意味する。
As described above, in the fluidized bed furnace 1 according to the present embodiment, the fluidized
上記構成の流動床炉1では、散気管80から吹き出した流動用ガスは、各セル61,62,63において流動媒体の流動を阻害することなく良好に分散して、各セルにおける流動媒体に、そのセルの流動方向に応じた流動が促される。
In the fluidized bed furnace 1 configured as described above, the flowable gas blown out from the
そして、上記流動床炉1において、流動用ガス供給装置52は、循環セル62の流動用ガスの空塔速度が燃焼セル61の流動用ガスの空塔速度よりも大きく、且つ、燃焼セル61の流動用ガスの空塔速度が収熱セル63の流動用ガスの空塔速度よりも大きくなるように、散気管80から流動用ガスが吹き出す。
In the fluidized bed furnace 1, the fluidizing
上記のように流動用ガスが吹き出すことによって、流動媒体が燃焼セル61から循環セル62を通じて収熱セル63へ、更に、収熱セル63から燃焼セル61へ良好に循環移動することが発明者らによって確認されている。よって、内部循環式の流動床炉において、本実施形態に係る流動床炉1の特徴を適用すれば、散気管80を用いた流動用ガスの供給によって、流動媒体が良好に循環移動する流動床を実現することができる。
As described above, the inventors of the present invention have said that the flow medium circulates and moves favorably from the
そして、上記のように内部循環式の流動床炉1において散気管80を用いた流動用ガスの供給が実現すれば、収熱セル63において散気管80と伝熱管64との離間距離を従来と比較して短縮することができ、これにより流動媒体層51の層高を低減することが可能となる。流動媒体層51の層高を低減できれば、散気管80へ流動用ガスを圧送するブロワ40,79の駆動動力を低減することができる。なお、従来のガス分散板と風箱を用いる場合には、伝熱管64のメンテナンスのために、ガス分散板と伝熱管64との間に作業空間を確保する必要があったが、本実施形態に係る流動床炉1では、伝熱管64と散気管80との間に作業空間を設けなくても、散気管80同士の間隙から伝熱管64に対して作業を行ったり、散気管80を炉本体10から取り外して伝熱管64に対して作業を行うことが可能である。
And if supply of the gas for fluidization using
また、本実施形態に係る流動床炉1では、散気管80が、炉本体10に対し挿脱可能に設けられている。
Further, in the fluidized bed furnace 1 according to the present embodiment, the
このように、散気管80が炉本体10に対し挿脱可能であるので、熱疲労や摩擦などにより炉の他の要素と比較して交換頻度の高い散気管80を容易に交換することができる。
As described above, since the
また、本実施形態に係る流動床炉1では、散気管80は、セル61,62,63ごとにヘッダで連結されており、各ヘッダに、流量調整手段81a,82a,83aが設けられた流動用ガス供給配管81,82,83が接続されている。
Further, in the fluidized bed furnace 1 according to the present embodiment, the
これにより、散気管80に供給される流動用ガスの流量をセル61,62,63ごとに調整することが容易となる。
This makes it easy to adjust the flow rate of the fluidizing gas supplied to the
また、本実施形態に係る流動床炉1では、散気管80の各々に所定の標準流量の流動用ガスが供給されるときに、循環セル62の流動用ガスの空塔速度が燃焼セル61の流動用ガスの空塔速度よりも大きく、且つ、燃焼セル61の流動用ガスの空塔速度が収熱セル63の流動用ガスの空塔速度よりも大きくなるように、各セル61,62,63に配置される散気管80の本数が定められている。
Further, in the fluidized bed furnace 1 according to the present embodiment, when the flow gas for flow having a predetermined standard flow rate is supplied to each of the
これにより、例え、各散気管80に供給される流動用ガスの流量を均一としても、各セル61,62,63の流動用ガスの空塔速度が流動媒体に循環流動を生じさせる所定の相関関係となるので、運転中の各セル61,62,63へ供給する流動用ガスの流量の調整が容易となる。
Thereby, even if the flow rate of the flowable gas supplied to each
以上に本発明の好適な実施の形態を説明したが、本発明の精神を逸脱しない範囲で、上記実施形態の具体的な構造及び/又は機能の詳細を変更したものも本発明に含まれ得る。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, modifications of the specific structure and / or function details of the above embodiments may be included in the present invention without departing from the spirit of the present invention. .
1 :流動床炉
3 :燃焼排ガス系統
4 :排ガス再循環系統
10 :炉本体
10a :第1側壁
10b :第2側壁
11 :流動床部
12 :フリーボード部
13 :絞り部
15 :運転制御装置
31 :熱交換装置
32 :サイクロン式集塵機
33 :バグフィルタ
34 :誘引ブロワ
40 :ガス再循環ブロワ
41 :第1仕切壁
42 :第2仕切壁
43 :天井壁
51 :流動層
52 :流動用ガス供給装置
53 :燃焼領域
54 :熱回収領域
55,56,57 :連通口
61 :燃焼セル(第1セル)
62 :循環セル(第2セル)
63 :収熱セル(第3セル)
64 :伝熱管
65 :燃料投入口
68 :未燃ガス供給口
69 :三次燃焼用ガス供給口
70 :温度センサ
72 :抜出口
79 :押込ブロワ
80 :散気管
81,82,83 :流動用ガス供給配管
81a,82a,83a :流量調整手段
81b,82b,83b :流量計
88,89 :流量調整手段
9 流動床監視装置
91 :圧力センサ
92 :演算部
93 :監視部
100 :燃焼システム
1: fluidized bed furnace 3: combustion exhaust gas system 4: exhaust gas recirculation system 10: furnace
62: Circulating cell (second cell)
63: Heat collection cell (third cell)
64: heat transfer pipe 65: fuel inlet 68: unburned gas supply port 69: third combustion gas supply port 70: temperature sensor 72: outlet port 79: push-in blower 80:
Claims (5)
前記流動媒体を流動させる流動用ガスを前記流動媒体層の底部から供給する流動用ガス供給装置と、
前記流動媒体層を燃料の燃焼が行われる第1セル、第2セル、及び、伝熱管が設けられて熱回収が行われる第3セルに仕切る複数の平行な仕切壁であって、第1セルと第2セルとをその下側で連通するように仕切る第1仕切壁、及び、前記第1仕切壁よりも下端の高さレベルが低く、前記第3セルと前記第2セルとをその上側及び下側で連通する第2仕切壁を含む仕切壁とを備え、
前記流動用ガス供給装置は、前記第1〜3セルの各セルの底部であって前記仕切壁の下端よりも下方に、前記仕切壁と平面視で重複しないように、平面視において前記仕切壁と平行に配置された複数の散気管を有する、
流動床炉。 A fluid medium layer comprising a fluid medium,
A flowable gas supply device for supplying a flowable gas for flowing the flowable medium from the bottom of the flowable medium bed;
A plurality of parallel partition walls for dividing the fluidized medium layer into a first cell, a second cell, and a heat transfer pipe which are provided for the combustion of fuel to be subjected to heat recovery, the first cell being a first cell And a second partition wall for communicating the lower side with the second cell, and a height level of a lower end of the first partition wall is lower than that of the first partition wall, and the third cell and the second cell are upper side And a partition wall including a second partition wall communicating with the lower side,
The flow gas supply device is the bottom of each of the first to third cells, and is lower than the lower end of the partition wall, so that the partition wall and the partition wall do not overlap in plan view With multiple aeration tubes arranged parallel to the
Fluidized bed furnace.
請求項1に記載の流動床炉。 In the gas supply apparatus for flow, the superficial velocity of the flowable gas of the second cell is larger than the superficial velocity of the flowable gas of the first cell, and the flowable gas of the first cell Blowing the flowable gas from the aeration tube such that the superficial velocity of the third cell is greater than the superficial velocity of the flowable gas of the third cell;
A fluidized bed furnace according to claim 1.
請求項1又は2に記載の流動床炉。 The aeration tube is provided so as to be insertable into and removable from the furnace body.
A fluidized bed furnace according to claim 1 or 2.
請求項1〜3のいずれか一項に記載の流動床炉。 The aeration pipes are connected by a header for each cell, and a flow gas supply pipe provided with flow rate adjusting means is connected to each header.
A fluidized bed furnace according to any one of claims 1 to 3.
請求項1〜4のいずれか一項に記載の流動床炉。 When the fluidizing gas of a predetermined standard flow rate is supplied to each of the diffusers, the superficial velocity of the fluidizing gas of the second cell is higher than the superficial velocity of the fluidizing gas of the first cell And the number of the diffusers disposed in each cell such that the superficial velocity of the fluidizing gas of the first cell is greater than the superficial velocity of the fluidizing gas of the third cell Is defined,
The fluidized bed furnace according to any one of claims 1 to 4.
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