JP2020041776A - Distributor of solid/gas two-phase flow - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、固気二相流の分配装置に関する。より詳細に、本発明は、搬送用空気と固体燃料粉粒(石炭の粉砕物(微粉炭)やバイオマス(木材)の粉砕物)との混合物のバーナへの供給量を制御するなどのために使用される、固気二相流の分配装置に関する。 The present invention relates to a gas-solid two-phase flow distribution device. More specifically, the present invention is intended to control the supply amount of a mixture of conveying air and solid fuel particles (pulverized coal (pulverized coal) or biomass (wood)) to a burner. It relates to a gas-solid two-phase flow distribution device used.
石炭炊きのボイラの火炉には、通常、複数のバーナが設置されている。これらバーナに搬送用空気と微粉炭との混合物がそれぞれ供給される。搬送用空気と微粉炭との混合物のバーナへの供給量を制御するために、微粉炭と搬送用空気との混相流を分配するための様々な装置が提案されている。 Usually, a plurality of burners are installed in a furnace of a coal-fired boiler. A mixture of the conveying air and the pulverized coal is supplied to each of these burners. Various devices have been proposed for distributing a multiphase flow of pulverized coal and conveying air in order to control the amount of a mixture of conveying air and pulverized coal supplied to a burner.
例えば、特許文献1は、ミル本体内に投入された被粉砕物を粉砕した粉体が、周方向を複数に分割されたミル本体頂部の粉体出口から気流搬送により外部へ排出されるように構成されているローラミル構造において、前記ミル本体内で回転するテーブルと、該テーブル上を転動して前記被粉砕物を粉砕する複数個のローラと、前記粉体出口の上流に配設された回転式分級器とを備え、前記回転式分級器の内部に流入して前記粉体出口へ向かう粉体気流の流路途中に、流路断面積を部分的に狭める整流装置が設けられていることを特徴とするローラミル構造を開示している。整流装置として可動式ベーンが示されている。可動式ベーンは回転式分級器の側壁側(外周側)に支持された鉛直方向の回転軸を中心に揺動(開閉)する板状ダンパ部材である。
For example,
特許文献2は、固体燃料を粉砕する粉砕部と該粉砕部で粉砕された固体燃料を搬送用気体に同伴させて混合流体とした後に複数の固体燃料燃焼バーナに供給するための各燃料配管に分配する分配部とを有する固体燃料燃焼設備の燃料分配装置において、前記分配部と前記各燃料配管の接続部毎にそれぞれ独立して固体燃料の分配量を調整可能にした分配量調整手段を設けたことを特徴とする固体燃料燃焼設備の燃料分配装置を開示している。分配量調整手段として、前記燃料分配部と前記各燃料配管の接続部に移動可能な円筒部材で当該円筒部材の位置を調整可能にしたもの、前記燃料分配部と前記各燃料配管の接続部に移動可能な板材で当該板材の位置を調整可能にしたものなどを開示している。
特許文献3は、外側ケーシングと、それらの間に気体及び粒子の流れが実質的に上方に流れることができる通路を画定するように構成された内側ケーシングと、粗い粒子を流れから分離するために通路が通路から内部ケーシング内に通過する際にガス流と粒子の流れに回転流を与えるための傾斜した羽根と、ガス流と微粒子を排出するための複数の出口、気体及び微粒子の流れの回転流に影響を与えることにより、様々な出口の中の微粒子の分布を制御するために出口に対して旋回可能に取り付けられた少なくとも1つの分配羽根とを含む、粗粒子と微粒子との混合物に同伴されたガスの流れから粗粒子を分離する装置を開示している。 U.S. Pat. No. 5,077,086 discloses an outer casing, an inner casing configured to define a passage between which the flow of gas and particles can flow substantially upwards, and a method for separating coarse particles from the flow. Inclined blades to provide rotational flow to the gas and particle flows as the passage passes from the passage into the inner casing, and multiple outlets to discharge gas and particulates, rotation of gas and particulate flows Entrains the mixture of coarse and fine particles, including at least one distribution vane pivotally mounted to the outlets to control the distribution of the fine particles in the various outlets by affecting the flow. An apparatus for separating coarse particles from a provided gas stream is disclosed.
本発明の課題は、固気二相流の分配量の偏差を実施的にゼロにすることができる固気二相流の分配装置を提供すること、特に微粉炭の燃焼設備において、火炉の各燃料配管への微粉炭の分配量を従来より均等にすることができ、設備全体の省エネルギー化やコスト削減を図ることができる、固気二相流の分配装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a solid-gas two-phase flow distribution device capable of effectively reducing the deviation of the distribution amount of the solid-gas two-phase flow, particularly in a pulverized coal combustion facility, An object of the present invention is to provide a solid-gas two-phase flow distribution device capable of making the distribution amount of pulverized coal to a fuel pipe more uniform than before, and achieving energy saving and cost reduction of the entire equipment.
上記課題を解決すべく検討した結果、以下のような態様を包含する本発明を完成するに至った。 As a result of studying to solve the above problems, the present invention including the following aspects has been completed.
〔1〕 下から上に向かって拡径する円筒と該円筒の大きい径の方の開口を塞ぐ天井板とを有する本体容器、
固気二相流を本体容器の中に供給するための1本の断面円形の入口ダクト、
固気二相流を本体容器の中から排出するための2本以上の断面円形の出口ダクト、および
出口ダクトの本数と同じ枚数の板状部材を有し、
天井板は出口ダクトの本数と同じ数の円形の出口貫通孔を有し、
出口貫通孔は、それぞれの中心が、天井板の中心を重心と見做して思い描かれる正多角形の頂点の位置になるように配置されており、
出口ダクトは、それぞれ、出口貫通孔にて本体容器と連通するように接続されており、
入口ダクトは、前記円筒の小さい径の方の開口にて本体容器と連通するように接続されており、
板状部材は、天井板の下面に垂れ下がって設置されており、且つ
板状部材は、その板面が、前記正多角形の外接円上の隣り合う2つの頂点の間の弧を横切り、天井板の中心から放射状に出る方向に対して平行で且つ天井板の下面に対して直角であるように、それぞれ配置されている、
固気二相流の分配装置。
[1] A main container having a cylinder whose diameter increases from bottom to top and a ceiling plate that closes an opening of the cylinder with a larger diameter,
An inlet duct having a circular cross section for supplying a solid-gas two-phase flow into the main container;
It has two or more circular outlet ducts having a circular cross section for discharging the gas-solid two-phase flow from the main body container, and the same number of plate-like members as the number of the outlet ducts,
The ceiling panel has the same number of circular exit through holes as the number of exit ducts,
The exit through-holes are arranged such that their centers are located at the vertices of a regular polygon that is envisioned assuming the center of the ceiling plate as the center of gravity,
The outlet ducts are respectively connected to communicate with the main body container at the outlet through holes,
The inlet duct is connected so as to communicate with the main body container at the smaller diameter opening of the cylinder,
The plate-like member is installed so as to hang down on the lower surface of the ceiling plate, and the plate-like member has an upper surface that traverses an arc between two adjacent vertices on the circumcircle of the regular polygon, Are respectively arranged so as to be parallel to the direction radially emerging from the center of the board and perpendicular to the lower surface of the ceiling board,
Gas-solid two-phase flow distribution device.
〔2〕 前記正多角形の外接円において、板状部材の設置位置と該位置から固気二相流の下流側で最も近い出口貫通孔の向かい側の縁との間の弧の長さl3、および
前記板状部材の設置位置と該位置から固気二相流の上流側で最も近い貫通孔の縁との間の弧の長さl4、ならびに
本体容器中の外接円の半径R1の位置における固気二相流の平均流速の垂直方向成分Va、本体容器中の外接円の半径R1の位置における固気二相流の平均流速の水平方向成分Vt、本体容器の高さH2、および板状部材の垂直方向の長さH1が、
L3=l3−H1×Vt/Va
S1=L3×H2
L4=l4+H1×Vt/Va
S2=L4×H2−0.5×H1×H1×Vt/Va および
S2/(S1+S2)≧0.3
を満たす、〔1〕に記載の分配装置。
[2] In the circumscribed circle of the regular polygon, the length l 3 of the arc between the installation position of the plate-shaped member and the edge of the solid-gas two-phase flow downstream of the nearest outlet through hole from the position. And the arc length l 4 between the installation position of the plate-like member and the edge of the nearest through hole on the upstream side of the solid-gas two-phase flow from the position, and the radius R 1 of the circumscribed circle in the main body container , The vertical component V a of the average flow velocity of the solid-gas two-phase flow at the position, the horizontal component V t of the average flow velocity of the solid-gas two-phase flow at the position of the radius R 1 of the circumscribed circle in the main container, and the height of the main container. H 2 and the vertical length H 1 of the plate-like member are:
L 3 = l 3 -H 1 × V t / V a
S 1 = L 3 × H 2
L 4 = l 4 + H 1 × V t / V a
S 2 = L 4 × H 2 -0.5 × H 1 × H 1 × V t / V a and S 2 / (S 1 + S 2 ) ≧ 0.3
The dispensing device according to [1], wherein:
〔3〕 出口貫通孔の内径D1に対する板状部材の水平方向の最大長さL1の比L1/D1が0.7より大きく、且つ
本体容器の高さH2に対する板状部材の垂直方向の最大長さH1の比H1/H2が0.7より大きい、〔1〕または〔2〕に記載の分配装置。
〔4〕 天井板の下面に、出口貫通孔の縁に沿って出口貫通孔を廻らす、天井板の下面から下に向かって突き出ている壁をさらに有する、〔1〕〜〔3〕のいずれかひとつに記載の分配装置。
〔5〕 出口貫通孔の内径D1に対する出口貫通孔を廻らす壁の垂直方向の長さL2の比L2/D1が0.025以上0.25以下である、〔4〕に記載の分配装置。
[3] The ratio L 1 / D 1 of the maximum length L 1 in the horizontal direction of the plate member to the inner diameter D 1 of the outlet through hole is larger than 0.7, and the height of the plate member with respect to the height H 2 of the main body container. The dispensing device according to [1] or [2], wherein the ratio H 1 / H 2 of the maximum length H 1 in the vertical direction is larger than 0.7.
[4] Any one of [1] to [3], further including a wall protruding downward from the lower surface of the ceiling plate on the lower surface of the ceiling plate so as to turn the exit through hole along the edge of the exit through hole. A dispensing device according to any one of the preceding claims.
[5] the ratio L 2 / D 1 of the outlet through-hole outlet holes the Megurasu wall in the vertical direction length L 2 to the inner diameter D 1 of the is 0.025 to 0.25, according to [4] Dispensing equipment.
〔6〕 天井板は、その中心に円形の追加貫通孔をさらに有し、
入口ダクトと本体容器とが同一の中心軸を持つように配置され、
該中心軸に沿って配置された、天井板の上方から追加貫通孔を経て入口ダクトの中にまで至る、入口ダクトの内径よりも小さい外径を有する断面円形の粉粒供給管をさらに有する、〔1〕〜〔5〕のいずれかひとつに記載の分配装置。
[6] The ceiling plate further has a circular additional through hole at the center thereof,
The inlet duct and the main container are arranged so as to have the same central axis,
Further comprising a powder supply pipe arranged along the central axis and having a circular cross section having an outer diameter smaller than the inner diameter of the inlet duct, extending from above the ceiling plate to the inside of the inlet duct through the additional through hole, The dispensing device according to any one of [1] to [5].
〔7〕 〔1〕〜〔6〕のいずれかひとつに記載の分配装置を具備するミル。
〔8〕 〔7〕に記載のミルを具備するボイラ。
[7] A mill provided with the distribution device according to any one of [1] to [6].
[8] A boiler including the mill according to [7].
〔9〕 〔1〕〜〔6〕のいずれかひとつに記載の分配装置を用いて、
固気二相流を入口ダクトを経て本体容器の中に供給し、
本体容器の中から出口ダクトを経て固気二相流を排出することを有し、
前記固気二相流は、本体容器内においてストークス数が1未満である、
固気二相流の分配方法。
〔10〕 固気二相流に含まれる粉粒は、重量基準粒度分布における50%径が、30〜50μmである、〔9〕に記載の分配方法。
[9] Using the distribution device according to any one of [1] to [6],
Solid-gas two-phase flow is supplied into the main container via the inlet duct,
Discharging the solid-gas two-phase flow from the main body container through the outlet duct,
The gas-solid two-phase flow has a Stokes number of less than 1 in the main body container.
Gas-solid two-phase flow distribution method.
[10] The distribution method according to [9], wherein the particles contained in the solid-gas two-phase flow have a 50% diameter in a weight-based particle size distribution of 30 to 50 µm.
本発明の固気二相流の分配装置は、固気二相流の分配量の偏差を実質的にゼロにすることができる。本発明の固気二相流の分配装置は、特に微粉炭の燃焼設備において、火炉の各燃料配管への微粉炭の分配量を従来より均等にすることができ、設備全体の省エネルギー化やコスト削減を図ることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION The distribution apparatus of the solid-gas two-phase flow of this invention can make the deviation of the distribution amount of a solid-gas two-phase flow substantially zero. The solid-gas two-phase flow distribution device of the present invention can make the distribution amount of pulverized coal to each fuel pipe of a furnace more uniform than before, particularly in a pulverized coal combustion facility, thereby saving energy and reducing costs of the entire facility. Reduction can be achieved.
次に、実施例を示して、本発明をより詳細に説明する。但し、本発明はこれらの実施例によって何ら限定されるものではない。 Next, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the present invention is not limited by these examples.
本発明の固気二相流の分配装置は、本体容器4、1本の入口ダクト1、2本以上の出口ダクト2、および板状部材5を有する。
The solid-gas two-phase flow distribution device of the present invention includes a
本体容器は、下から上に向かって拡径する円筒と該円筒の大きい径の方の開口を塞ぐ天井板3とを有してなる。
円筒の大きい径の開口の半径R4は、円筒の小さい径の方の開口の半径R5に対する比R4/R5が、好ましくは1.4〜2.2である。
天井板は出口ダクトの本数と同じ数の円形の出口貫通孔(outlet hole)を有する。出口貫通孔は、それぞれの中心が、天井板の中心を重心と見做して思い描かれる正多角形の頂点の位置になるように配置されている。出口貫通孔の内径D1は、それぞれ同じである。また、正多角形の外接円の半径R1は、円筒の大きい径の開口の半径R4に対する比R1/R4が、好ましくは0.6〜0.9である。
The main container has a cylinder whose diameter increases from bottom to top, and a ceiling plate 3 that closes the opening of the cylinder with the larger diameter.
The ratio R 4 / R 5 of the radius R 4 of the larger-diameter opening of the cylinder to the radius R 5 of the smaller-diameter opening of the cylinder is preferably 1.4 to 2.2.
The ceiling panel has the same number of circular outlet holes as the number of outlet ducts. The exit through-holes are arranged such that their centers are located at the vertices of a regular polygon imagined by considering the center of the ceiling plate as the center of gravity. The inner diameter D 1 of the outlet through-holes are each the same. Further, the radius R 1 of the circumscribed circle of the regular polygon, the ratio R 1 / R 4 to the radius R 4 of the opening of the large diameter of the cylinder, preferably 0.6 to 0.9.
入口ダクトは、断面円形を成す管である。入口ダクトは、本体容器を構成する円筒の小さい径の方の開口にて本体容器と連通するように接続されている。入口ダクトを介して、固気二相流を本体容器の中に供給することができる。 The inlet duct is a tube having a circular cross section. The inlet duct is connected to communicate with the main body container at an opening having a smaller diameter of a cylinder constituting the main body container. Through the inlet duct, a solid-gas two-phase flow can be supplied into the main container.
出口ダクトは、断面円形を成す管である。出口ダクトは、それぞれ、天井板に有する出口貫通孔にて本体容器と連通するように接続されている。出口ダクトを介して、固気二相流を本体容器の中から排出することができる。出口ダクトの内径は、出口貫通孔の内径D1とほぼ同じである。 The outlet duct is a tube having a circular cross section. Each of the outlet ducts is connected to communicate with the main body container through an outlet through hole provided in the ceiling plate. The gas-solid two-phase flow can be discharged from the main container via the outlet duct. The inner diameter of the outlet duct is substantially the same as the inner diameter D 1 of the outlet through-hole.
板状部材は、出口ダクトの本数と同じ枚数を有する。板状部材は、天井板の下面に垂れ下がって設置されている。板状部材は、前記正多角形の外接円上の隣り合う2つの頂点の間の弧を横切るようにそれぞれ配置されている。板状部材は、その板面が天井板の中心から放射状に出る方向に対して平行で且つ天井板の下面に対して直角であるように設置される。好ましい形態の板状部材は、円筒の内面に近い側の縁を軸にして回動し、板面を円筒の内面側に倒すことができるものである。
板状部材の円筒の内面に近い側の縁は、天井板の中心を重心と見做して思い描かれる正多角形の頂点の位置になるように配置されていることが好ましい。板状部材の円筒の内面に近い側の縁の正多角形の外接円の半径R3は、円筒の大きい径の開口の半径R4に対する比R3/R4が、好ましくは0.9〜0.95である。板状部材の円筒の内面に遠い側の縁は、天井板の中心を重心と見做して思い描かれる正多角形の頂点の位置になるように配置されていることが好ましい。板状部材の円筒の内面に遠い側の縁の正多角形の外接円の半径R2は、円筒の大きい径の開口の半径R4に対する比R2/R4が、好ましくは0.3〜0.6である。
The plate member has the same number as the number of outlet ducts. The plate-shaped member hangs down from the lower surface of the ceiling plate. The plate-like members are respectively arranged so as to cross the arc between two adjacent vertices on the circumscribed circle of the regular polygon. The plate member is installed such that its plate surface is parallel to a direction radially protruding from the center of the ceiling plate and perpendicular to the lower surface of the ceiling plate. A plate-like member of a preferred form is a member which can be rotated about an edge near the inner surface of the cylinder as an axis, and the plate surface can be tilted toward the inner surface of the cylinder.
It is preferable that the edge of the plate-shaped member on the side closer to the inner surface of the cylinder is located at the position of the vertex of a regular polygon envisioned assuming the center of the ceiling plate as the center of gravity. The radius R 3 of the circumscribed circle of the regular polygon of the edge of the plate-like member on the side close to the inner surface of the cylinder has a ratio R 3 / R 4 to the radius R 4 of the large-diameter opening of the cylinder, preferably 0.9 to 0.9. 0.95. It is preferable that the edge of the plate-shaped member, which is farther from the inner surface of the cylinder, be located at the position of the vertex of a regular polygon envisioned assuming the center of the ceiling plate as the center of gravity. The radius R 2 of the circumscribed circle of the regular polygon on the edge of the plate-shaped member on the side remote from the inner surface of the cylinder has a ratio R 2 / R 4 to the radius R 4 of the large-diameter opening of the cylinder, preferably 0.3 to 4.0. 0.6.
板状部材は、板面が、長方形、台形、平行四辺形などの形を成していることが好ましい。板状部材は、本体容器を構成する円筒の内面に接していてもよいし、接していなくてもよい。また、粉粒供給管の外面に接していてもよいし、接していなくてもよい。
板状部材の水平方向の最大長さL1は、出口貫通孔の内径D1に対する比L1/D1が、大きくなるほどに出口ダクトにおける最大流量偏差が低下する傾向がある。比L1/D1は0.7より大きいことが好ましい。
板状部材の垂直方向の最大長さH1は、本体容器の高さH2に対する比H1/H2が、大きくなるほどに出口ダクトにおける最大流量偏差が低下する傾向がある。比H1/H2は0.7より大きいことが好ましい。
The plate member preferably has a plate surface in a shape such as a rectangle, a trapezoid, or a parallelogram. The plate-shaped member may or may not be in contact with the inner surface of the cylinder constituting the main body container. Further, it may or may not be in contact with the outer surface of the powder supply pipe.
Maximum length L 1 of the horizontal plate member, the ratio L 1 / D 1 to the inner diameter D 1 of the outlet through-holes tend to maximum flow rate deviation decreases at the outlet duct to more increase. The ratio L 1 / D 1 is preferably greater than 0.7.
Maximum length H 1 in the vertical direction of the plate-like member, the ratio H 1 / H 2 to the height H 2 of the main body container, there is a tendency that the maximum flow rate deviation decreases at the outlet duct to more increase. The ratio H 1 / H 2 is preferably greater than 0.7.
さらに、本発明においては、比S2/(S1+S2)が、大きくなるほどに出口ダクトにおける最大流量偏差が低下する傾向がある。比S2/(S1+S2)は、0.3以上であることが好ましい。
なお、S1およびS2は次式で算出される値である。
S1=L3×H2=(l3−H1×Vt/Va)×H2
S2=L4×H2−0.5×H1×H1×Vt/Va
=(l4+H1×Vt/Va)×H2−0.5×H1×H1×Vt/Va
ここで、l3は、前記半径R1の外接円における、板状部材の設置位置と該位置から固気二相流の下流側で最も近い出口貫通孔の向かい側の縁との間の弧の長さであり、l4は、前記半径R1の外接円における、板状部材の設置位置と該位置から固気二相流の上流側で最も近い出口貫通孔の縁との間の弧の長さであり、Vaは、本体容器中の外接円の半径R1の位置における固気二相流の平均流速の垂直方向成分であり、Vtは、本体容器中の外接円の半径R1の位置における固気二相流の平均流速の水平方向成分であり、H2は、本体容器の高さであり、H1は、板状部材の垂直方向の最大長さである。
VaおよびVtは、本体容器に、板状部材5−1が設置されていないときに生じる、外接円半径R1の位置における固液二相流の平均流速に基づいて、決定される。固液二相流の平均流速VaおよびVtは固体粒子の流速で代表させることができる。例えば、固体粒子の流速は、CFD(Computational Fluid Dynamics)を用いて求めることが有効である。ストークス数が1以下である場合は、固体粒子の軌跡は、気体流れの流線におおよそ一致するので、気体流れのベクトルを用いることも可能である。
Further, in the present invention, the ratio S 2 / (S 1 + S 2) tends to a maximum flow rate difference is reduced at the outlet duct to more increase. The ratio S 2 / (S 1 + S 2 ) is preferably at least 0.3.
Note that S 1 and S 2 are values calculated by the following equations.
S 1 = L 3 × H 2 = (l 3 −H 1 × V t / V a ) × H 2
S 2 = L 4 × H 2 -0.5 × H 1 × H 1 × V t / V a
= (L 4 + H 1 × V t / V a ) × H 2 −0.5 × H 1 × H 1 × V t / V a
Here, l 3 is the arc of the circumscribed circle of the radius R 1 between the installation position of the plate-shaped member and the edge of the solid-gas two-phase flow downstream from the closest position opposite the outlet through hole. in length, l 4 is the circumscribed circle of the radius R 1, the arc between the nearest exit through the hole edge on the upstream side of the plate-like member solid-gas two-phase flow from the installation position and the position of the in length, V a is the vertical component of the average velocity of the solid-gas two-phase flow at the position of radius R 1 of the circumscribed circle in a body vessel, V t is the radius R of the circumscribed circle in a body vessel The horizontal component of the average flow velocity of the solid-gas two-phase flow at the position 1 is H 2 is the height of the main body container, and H 1 is the maximum length of the plate member in the vertical direction.
V a and V t is the main body container, it occurs when the plate-like member 5-1 is not provided, based on the average flow velocity of the solid-liquid two-phase flow at the position of the circumscribed circle radius R 1, is determined. The average flow velocity V a and V t of the solid-liquid two-phase flow can be represented by a flow rate of solid particles. For example, it is effective to determine the flow velocity of the solid particles using CFD (Computational Fluid Dynamics). If the Stokes number is 1 or less, the trajectory of the solid particles roughly matches the streamline of the gas flow, so that a vector of the gas flow can be used.
本発明の好ましい態様の固気二相流の分配装置は、粉粒供給管10をさらに有する。粉粒供給管は入口ダクトの内径よりも小さい外径を有する。そして、粉粒供給管は、同一の中心軸を持つように配置された入口ダクト1と本体容器4とを、該中心軸に沿って、天井板の上方から、天井板の中心に有する円形の追加貫通孔(feed hole)を経て、入口ダクトの中にまで至るように配置される。入口ダクトまたは粉粒供給管の下方に、粉粒供給管を経て供給された粉粒を砕く手段と、砕かれた粉粒を気流に同伴させて固気二相流を形成させる手段とを有することができる。そして、得られた固気二相流を入口ダクトに導くことができる。粉粒供給管10の外半径R6は、円筒の小さい径の開口の半径R5に対する比R6/R5が、好ましくは0.3〜0.6であり、円筒の大きい径の開口の半径R4に対する比R6/R4が、好ましくは0.15〜0.3である。
The solid-gas two-phase flow distribution device according to a preferred embodiment of the present invention further includes a
本発明の好ましい態様の固気二相流の分配装置は、天井板の下面に、出口貫通孔の縁に沿って出口貫通孔を廻らす、天井板の下面から下に向かって突き出ている壁をさらに有する。出口貫通孔を廻らす壁の垂直方向の長さL2は、出口貫通孔の内径D1に対する比L2/D1が、好ましくは0.025以上0.25以下、より好ましくは0.05以上0.2以下である。比L2/D1が上記範囲にあるとき、旋回流れにそって流入する粒子が、壁に衝突し、分散し、他の出口ダクトへ回り込んで粒子が排出される。その結果、出口ダクトにおける最大流量偏差が低下する傾向がある。 The solid-gas two-phase flow distribution device according to a preferred embodiment of the present invention includes a wall protruding downward from the lower surface of the ceiling plate, in which the lower surface of the ceiling plate is provided with an outlet through hole along an edge of the outlet through hole. Has further. Vertical length L 2 of the wall Megurasu the outlet through hole, the ratio L 2 / D 1 to the inner diameter D 1 of the outlet through-holes, preferably 0.025 to 0.25, more preferably 0.05 Not less than 0.2. When the ratio L 2 / D 1 is in the above range, the particles flowing along the swirl flow collide with the wall, are dispersed, and go around to another outlet duct to discharge the particles. As a result, the maximum flow deviation at the outlet duct tends to decrease.
本発明に用いられる固気二相流は、本体容器内におけるストークス数Stが、好ましくは1未満である。St<1においては、粉粒の軌跡は流体の流線にほぼ一致するとみなすことができる。
St=(ρpd2U)/(18ηL)
ρp=粉粒の密度(kg/m3)、 d=粉粒の直径(m)、 U=流れの代表速さ(m/s)
η=流体の粘性(kg/m s)、 L=流れの代表長さ(m)
また、本発明に用いられる固気二相流に含まれる粉粒は、重量基準粒度分布における50%径が、好ましく30〜50μmである。
In the solid-gas two-phase flow used in the present invention, the Stokes number St in the main body container is preferably less than 1. In the case of St <1, the trajectory of the particles can be considered to substantially coincide with the streamline of the fluid.
St = (ρ p d 2 U) / (18ηL)
ρ p = particle density (kg / m 3 ), d = particle diameter (m), U = typical flow velocity (m / s)
η = viscosity of fluid (kg / ms), L = typical length of flow (m)
The powder particles contained in the solid-gas two-phase flow used in the present invention preferably have a 50% diameter in a weight-based particle size distribution of 30 to 50 μm.
本発明のミルは、本発明の固気二相流分配装置を具備する。また本発明のボイラは本発明のミルを具備する。
図8は、本発明のミルの一例を示す図である。入口ダクト1の下方に粉砕テーブル15と粉砕ローラ14とがある。粉砕テーブル上に給炭管10から石炭12を供給し、石炭を粉砕する。空気11を給気管(スロート)16を通してミル内に導入する。空気がミル内を旋回して流れるような構造をした給気管を用いて空気を導入してもよい。粉砕された石炭を空気に同伴させて上方に送る。分級装置13により粗粉炭と微粉炭に分ける。粗粉炭を粉砕テーブルに戻す。微粉炭は空気とともに入口ダクト1から分配装置の本体容器の中に入る。微粉炭と空気とからなる固気二相流は板状部材5によって小さい流量偏差で出口ダクト2に分配される。出口ダクト2を経て、火炉の固体燃料バーナに前記固気二相流を供給し、微粉炭を燃やす。
The mill of the present invention includes the solid-gas two-phase flow distribution device of the present invention. The boiler of the present invention includes the mill of the present invention.
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of the mill of the present invention. A grinding table 15 and a grinding
本発明の分配装置は、石炭焚ボイラプラント等において、石炭等の固体燃料を粉砕装置で粉砕後、気流によりバーナに供給して燃焼させる設備で好適に利用できる。そして、本発明の分配装置は、粒状固体燃料の分配量を調整して供給することができるので、複数のバーナを有する多段燃焼システムなどにおいて利用可能である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The distribution device of the present invention can be suitably used in a facility where a solid fuel such as coal is pulverized by a pulverizer in a coal-fired boiler plant or the like, and then supplied to a burner by an air stream and burned. Further, since the distribution device of the present invention can adjust and supply the distribution amount of the particulate solid fuel, it can be used in a multistage combustion system having a plurality of burners.
1: 入口ダクト
2、2−1、2−2: 出口ダクト
3: 天井板
4: 本体容器
5、5−1、5−2: 板状部材
1:
Claims (10)
固気二相流を本体容器の中に供給するための1本の断面円形の入口ダクト、
固気二相流を本体容器の中から排出するための2本以上の断面円形の出口ダクト、および
出口ダクトの本数と同じ枚数の板状部材を有し、
天井板は出口ダクトの本数と同じ数の円形の出口貫通孔を有し、
出口貫通孔は、それぞれの中心が、天井板の中心を重心と見做して思い描かれる正多角形の頂点の位置になるように配置されており、
出口ダクトは、それぞれ、出口貫通孔にて本体容器と連通するように接続されており、
入口ダクトは、前記円筒の小さい径の方の開口にて本体容器と連通するように接続されており、
板状部材は、天井板の下面に垂れ下がって設置されており、且つ
板状部材は、その板面が、前記正多角形の外接円上の隣り合う2つの頂点の間の弧を横切り、天井板の中心から放射状に出る方向に対して平行で且つ天井板の下面に対して直角であるように、それぞれ配置されている、
固気二相流の分配装置。 A main body container having a cylinder expanding in diameter from bottom to top and a ceiling plate closing an opening of a larger diameter of the cylinder;
An inlet duct having a circular cross section for supplying a solid-gas two-phase flow into the main container;
It has two or more circular outlet ducts having a circular cross section for discharging the gas-solid two-phase flow from the main body container, and the same number of plate-like members as the number of the outlet ducts,
The ceiling panel has the same number of circular exit through holes as the number of exit ducts,
The exit through-holes are arranged such that their centers are located at the vertices of a regular polygon that is envisioned assuming the center of the ceiling plate as the center of gravity,
The outlet ducts are respectively connected to communicate with the main body container at the outlet through holes,
The inlet duct is connected so as to communicate with the main body container at the smaller diameter opening of the cylinder,
The plate-like member is installed so as to hang down on the lower surface of the ceiling plate, and the plate-like member has an upper surface that traverses an arc between two adjacent vertices on the circumcircle of the regular polygon, Are respectively arranged so as to be parallel to the direction radially emerging from the center of the board and perpendicular to the lower surface of the ceiling board,
Gas-solid two-phase flow distribution device.
前記板状部材の設置位置と該位置から固気二相流の上流側で最も近い出口貫通孔の縁との間の弧の長さl4、ならびに
本体容器中の外接円の半径R1の位置における固気二相流の平均流速の垂直方向成分Va、本体容器中の外接円の半径R1の位置における固気二相流の平均流速の水平方向成分Vt、本体容器の高さH2、および板状部材の垂直方向の長さH1が、
S1=(l3−H1×Vt/Va)×H2
S2=(l4+H1×Vt/Va)×H2−0.5×H1×H1×Vt/Va および
S2/(S1+S2)≧0.3
を満たす、請求項1に記載の分配装置。 In the circumscribed circle of the regular polygon, an arc length l 3 between the installation position of the plate-shaped member and the edge opposite the nearest outlet through hole downstream of the solid-gas two-phase flow from the position, and The position of the arc length l 4 between the installation position of the plate member and the edge of the outlet through hole closest to the upstream of the solid-gas two-phase flow from the position, and the radius R 1 of the circumscribed circle in the main body container the vertical component V a of the average flow velocity of the solid-gas two-phase flow in a horizontal direction component V t of the average flow velocity of the solid-gas two-phase flow at the position of radius R 1 of the circumscribed circle in a body vessel, the main container height H 2 , and the vertical length H 1 of the plate member is
S 1 = (l 3 −H 1 × V t / V a ) × H 2
S 2 = (l 4 + H 1 × V t / V a ) × H 2 −0.5 × H 1 × H 1 × V t / V a and S 2 / (S 1 + S 2 ) ≧ 0.3
The dispensing device according to claim 1, wherein
本体容器の高さH2に対する板状部材の垂直方向の最大長さH1の比H1/H2が0.7より大きい、請求項1または2に記載の分配装置。 Greater than the ratio L 1 / D 1 of the maximum horizontal length L 1 of the plate-like member to the inner diameter D 1 of the outlet through-hole is 0.7, and the plate-like member to the height H 2 of the main body container in the vertical direction greater than the maximum ratio H 1 / H 2 of length H 1 0.7 the dispensing device of claim 1 or 2.
入口ダクトと本体容器とが同一の中心軸を持つように配置され、
該中心軸に沿って配置された、天井板の上方から追加貫通孔を経て入口ダクトの中にまで至る、入口ダクトの内径よりも小さい外径を有する断面円形の粉粒供給管をさらに有する、請求項1〜5のいずれかひとつに記載の分配装置。 The ceiling plate further has a circular additional through hole at its center,
The inlet duct and the main container are arranged so as to have the same central axis,
Further comprising a powder supply pipe arranged along the central axis and having a circular cross section having an outer diameter smaller than the inner diameter of the inlet duct, extending from above the ceiling plate to the inside of the inlet duct through the additional through hole, The dispensing device according to claim 1.
固気二相流を入口ダクトを経て本体容器の中に供給し、
本体容器の中から出口ダクトを経て固気二相流を排出することを有し、
前記固気二相流は本体容器内におけるストークス数が1未満である、
固気二相流の分配方法。 Using the distribution device according to any one of claims 1 to 6,
Solid-gas two-phase flow is supplied into the main container via the inlet duct,
Discharging the solid-gas two-phase flow from the main body container through the outlet duct,
The solid-gas two-phase flow has a Stokes number of less than 1 in the main container.
Gas-solid two-phase flow distribution method.
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CN114959135A (en) * | 2022-06-01 | 2022-08-30 | 阿尔法(江苏)重工科技有限公司 | Two-phase cyclone distributor for pulverized coal injection of blast furnace |
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JP2006098030A (en) * | 2004-09-30 | 2006-04-13 | Babcock Hitachi Kk | Fuel distributor and distributing method for solid fuel combustion facility |
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- 2018-09-12 JP JP2018170666A patent/JP2020041776A/en active Pending
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