JP2667399B2 - 流動層燃焼式ボイラ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は流動層燃焼式ボイラに係り、特に発生する蒸
気量の急激な負荷変動がある場合、例えばボイラおよび
タービン発電機のダンプテストあるいは発生蒸気量をス
テップ変化させる場合において好適に対応できる流動層
燃焼式ボイラ装置に関する。 〔従来の技術〕 一般に、流動層燃焼式ボイラ（流動層ボイラと言う）
は、燃料に対する適用範囲が広く、かつ、炉内脱硫が可
能であり、そのうえ流動層内伝熱性能が高いなどの利点
があり、石炭焚きボイラなどとして好適に採用されてい
る（特開昭57−117716号公報、同57−117717号公報、同
57−117720号公報）。 従来の流動層ボイラは第３図に示すごとく、流動媒体
15として、例えば石灰石を使用し、脱硫剤粒子を含む主
燃焼炉１と、該主燃焼炉１の燃焼排ガスをマルチサイク
ロン８で補集した未燃焼分を含む灰を燃焼するための灰
再燃焼炉２とを備えている。砕粒炭バンカー７より供給
された石炭は、まず主燃焼炉１で800〜820℃の温度に制
御されて燃焼し、ついでマルチサイクロン８で補集され
た未燃焼分を含む灰は灰再燃焼炉２に導入され、800〜1
000℃の温度で完全燃焼される。この流動層ボイラにお
いて、通常の運転中には特に問題は生じないが、ユニッ
ト負荷が急激に変動する場合、例えばボイラおよびター
ビン発電機などのダンプテストや発生蒸気量をステップ
変化させる場合においては、通常の流動層燃焼方式では
対応していくことができない。すなわち、発生する蒸気
を工場内のユーティリィティとして使用する産業用の流
動層ボイラにおいては、蒸気使用量の極端な変動が生じ
ないので、特に問題はないが、例えばタービン発電機と
大型の流動層ボイラとが組み合わされた事業用発電プラ
ントなどにおいて、ダンプテスト時あるいは電力余剰時
において発生蒸気量をステップ変化させる場合には、そ
れに対応して流動層燃焼を適正に制御する必要が生じ
る。これは早急に解決しなければならない重要な課題と
してとりあげられておりクリテカルパスになっていた。 〔発明が解決しようとする問題点〕 上述したごとく、従来技術における流動層ボイラは、
ボイラおよびタービン発電機などのダンプテスト時、あ
るいは発生蒸気量を大きくステップ変化させる場合な
ど、ユニット負荷が急激に増減する時の流動層燃焼制御
については全く配慮されておらず、また、これは流動層
ボイラ特有の問題でもあった。 本発明の目的は、使用する蒸気量が大きく変動し、ボ
イラ負荷が急激に増減する場合においても、それに対応
できる流動層燃焼制御機構を備えた流動層燃焼式ボイラ
装置を提供することにある。 〔問題点を解決するための手段〕 上記本発明の目的は、流動層ボイラの特徴である、流
動層における流動媒体の流動を停止すると流動層内の伝
熱性能が急に低下し、発生する蒸気量が急激に減少する
こと。また、流動媒体の流動を再開すると流動層内の伝
熱性能が急に上昇し、発生する蒸気量が急激に増加し、
もとの状態に戻るという流動層ボイラ特有の性能を利用
し、流動層燃焼が行なわれている各々の流動セル（室）
において、流動媒体の流動の停止もしくは流動の開始
を、それぞれの流動セルにおいて適宜自在に行うことに
より、達成される。 〔作用〕 各々の流動セルにおいて流動を開始すると、流動層内
の伝熱性能が急に上昇してボイラの加熱能力が増大し、
それによって発生する蒸気量が急激に増加することにな
る。逆に各々の流動セルにおいて流動媒体の流動を停止
すると、流動層内の伝熱性能が急に下降し、ボイラの加
熱能力が低下し、それにより発生する蒸気量は急激に減
少することになる。このような流動媒体の流動制御操作
により、流動層ボイラから発生する蒸気量の急激な増減
を自在に制御することができ、ボイラおよびタービン発
電機などのダンプテスト時、あるいは発生蒸気量を急に
ステップ変化させる場合などに敏感に対応することがで
きる。 〔実施例〕 以下に本発明の一実施例を挙げ、図面に基づいてさら
に詳細に説明する。 （実施例 １） 第１図は本発明の流動層ボイラの一例を示す系統図で
ある。この流動層ボイラは主燃焼炉１と灰再燃焼炉２の
二つの炉を有している。風道および煙道系統は、押込み
送風機３で送風された空気を、ヒートパイプ式のエアー
ヒータ６で加熱し、主燃焼炉１および灰再燃焼炉２に吹
き込み、流動媒体15を流動させる。また、燃料搬送用空
気は昇圧送風機４によって、さらに加圧され砕粒炭バン
カ７より供給される砕粒炭を、それぞれの流動セルの底
部に気流搬送させる。マルチサイクロン８によって補集
された未燃焼分を含む灰も、また昇圧送風機４の搬送用
空気によって、灰再燃焼炉２に気流搬送される。各々の
炉で燃焼された排ガスは、煙道からマルチサイクロン８
およびシングルサイクロン９を通って脱硝装置10、ヒー
トパイプのエアーヒータ６、バグフィルタ11から誘引送
風機５を通って煙突16から大気に放散される。給炭管13
は砕粒炭を供給する配管であり、給炭管14は未燃焼灰を
供給する配管である。主燃焼炉バイパスダクト17は流動
層の流動媒体を流動させる空気をバイパスするダクトで
ある。 通常の場合における空気および燃焼排ガスの流れは、
押し込み送風機３より送風され、ヒートパイプ式のエア
ーヒータ６で加熱され、各々の燃焼炉の流動層の流動媒
体15を流動させた後、燃焼用空気として使用される。ま
た昇圧送風機４により、さらに加圧された空気は砕粒炭
あるいは未燃焼灰を、各々の燃焼炉に送る搬送用空気と
して使用される。各々の燃焼炉内から発生する燃焼ガス
はマルサイクロン８あるいはシングルサイクロン９を通
って脱硝装置10、ヒートパイプ式のエアーヒータ６、バ
クフィルタ11および誘引送風機５から煙突16を経て大気
に放散される。以上が通常の流動層燃焼における空気お
よび燃焼排ガスの流れである。これに対し、本実施例の
流動層燃焼式ボイラは、第１図に示すごとく、主燃焼炉
１の回りに主燃焼炉バイパスダクト17を設けているため
に、タービン発電機のダンプテストおよび発生蒸気量の
ステップ変化に対応して、上述した流動層ボイラの特性
を最大限に有効に利用し、蒸気受入側の要請に合った蒸
気量の発生を可能としたものである。すなわち、主燃焼
炉１の各流動セルの流動媒体を流動させるか、もしくは
流動媒体の流動を停止させることによって、発生する蒸
気量の増加、もしくは蒸気量の減少を制御させるもので
ある。そして、この時急激に変化する流動媒体の流動用
空気および砕粒炭の搬送用空気によって、流動層ボイラ
の風道および煙道系全体に大きな圧力変動を与えないよ
うに、主燃焼炉バイパスダクト17のバイパスダンパの開
閉を調整して、流動層燃焼系の急激な圧力変化による撹
乱を吸収できるようにしたものである。そして、発生蒸
気量の減少時には各流動セルの流動媒体の流動を停止さ
せるため、風道および煙道系の合計空気量が減少する
が、その減少分を主燃焼炉バイパスダクト17を通し、バ
イパスダンパ18で調整して、合計空気量の変化を最小限
に抑えるようにして、風道ならびに煙道系に急激な圧力
変化を起こさせることなく、発生させる蒸気量の急激な
変化に対応できる流動層ボイラ装置としたものである。 なお、発生させる蒸気量に急激な変動がない通常の場
合においては、主燃焼炉バイパスダクト17のバイパスダ
ンパは全閉として流動層ボイラは運転される。 （実施例 ２） 本発明の他の一例を第２図に示す。本実施例において
は、発生蒸気量の急激な変動を、各流動セルの流動媒体
の流動、もしくは流動媒体の流動停止で対応し、その時
の風道および煙道系の圧力変化をバイパスダクトによっ
て吸収し安定させるという本発明の技術思想は同じであ
るが、急激な圧力変化の吸収の仕方を主燃焼炉バイパス
ダクトで処理するのではなく、風道系の各送風機および
煙道系の誘引送風機のバイパスダクト、すなわち、押し
込み送風機３のバイパスダクト19、昇圧送風機４のバイ
パスダクト20および誘引送風機５のバイパスダクト21に
よって、空気または煙道ガスを、それぞれ自己再循環さ
せることにより、風道および煙道系の急激な圧力変化を
吸収させる構造にしたものである。 また、流動層ボイラに通常設備されている流動層の上
部にある層上バーナ22、二段燃焼ポート23などは、流動
セルにおける流動媒体の流動用空気とは直接関係のない
ところから、これらの部分に余剰の空気を流して、風道
および煙道系全体に急激な圧力変化を与えないようにす
ることも可能である。 〔発明の効果〕 以上詳細に説明したごとく、本発明の流動層ボイラに
おいては、流動層式燃焼炉の風道ならびに煙道系全体に
大きな圧力変化による撹乱を与えることなく、各々の流
動セルにおける流動媒体の流動、ならびに流動媒体の流
動の停止を行うことができ、発生蒸気量の急激な増減を
自在に調節することができるので、例えば発電プラント
に組合されている事業用の大型流動層ボイラにおいて、
ボイラおよびタービン発電機のクリティカルポイントで
あるダンプテストなどの場合における蒸気量の急激な増
減に敏感に対応することができ、また昼食時などの使用
電力落ち込み時に、その電力変化に対応して適正な蒸気
量を供給することができ、きわめて効率的で、しかも経
済的な流動層ボイラ装置である。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の実施例１に示した流動層ボイラの系統
図、第２図は実施例２に示した流動層ボイラの系統図、
第３図は従来の流動層ボイラの系統図を示す。 １……主燃焼炉、２……灰再燃焼炉 ３……押し込み送風機、４……昇圧送風機 ５……誘引送風機、６……エアーヒータ ７……砕粒炭バンカ、８……マルチサイクロン ９……シングルサイクロン 10……脱硝装置、11……バグフィルタ 12……ダンパ、13……給炭管 14……給灰管、15……流動媒体 16……煙突 17……主燃焼炉バイパスダクト 18……バイパスダンパ 19……押し込み送風機バイパスダクト 20……昇圧送風機バイパスダクト 21……誘引送風機バイパスダクト 22……層上バーナ、23……二段燃焼ポート

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 １．燃料を流動媒体と共に、流動用空気により流動させ
   て流動燃焼を行う流動室を、１室以上備えた流動層式燃
   焼炉を有する流動層ボイラにおいて、上記流動層ボイラ
   の低負荷時には、上記流動層式燃焼炉を構成する流動室
   の少なくとも１室への流動用空気の送入を停止して上記
   流動媒体の流動を停止させる手段と、上記流動層ボイラ
   の高負荷時には、上記流動室の少なくとも１室への流動
   用空気の送入を開始して上記流動媒体の流動を開始させ
   る手段とを備え、かつ上記流動媒体の流動の停止時およ
   び流動媒体の流動の開始時における流動用空気量の調節
   は、上記流動層式燃焼炉に設けたバイパス通路、もしく
   は流動層式燃焼炉の風道系および煙道系に配設している
   各々の送風機に設けたバイパス通路の風量調整により行
   う手段を設けたことを特徴とする流動層燃焼式ボイラ。 ２．流動用空気量の調節は、流動層式燃焼炉の回りに設
   けたバイパスダクトの風量調整ダンパによる調節手段、
   もしくは風道系および煙道系に配設されている各々の送
   風機の回りに設けたバイパスダクトの風量調整ダンパに
   よる調節手段によることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項に記載の流動層燃焼式ボイラ。