JP3233201B2 - 乾式ボトムアッシュ取り扱いシステム - Google Patents
乾式ボトムアッシュ取り扱いシステムInfo
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- JP3233201B2 JP3233201B2 JP17649397A JP17649397A JP3233201B2 JP 3233201 B2 JP3233201 B2 JP 3233201B2 JP 17649397 A JP17649397 A JP 17649397A JP 17649397 A JP17649397 A JP 17649397A JP 3233201 B2 JP3233201 B2 JP 3233201B2
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES
- F23J3/00—Removing solid residues from passages or chambers beyond the fire, e.g. from flues by soot blowers
- F23J3/06—Systems for accumulating residues from different parts of furnace plant
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Gasification And Melting Of Waste (AREA)
- Solid-Fuel Combustion (AREA)
Description
ュ真空システムに関する。採掘したままでは、蒸気ボイ
ラ用エネルギー源を提供するのに用いられる石炭は種々
の品質の鉱物質を含み、石炭が燃焼されるとアッシュと
して知られる可燃性残滓が生成する。知られているよう
に、固形燃料燃焼型ボイラを運転すると2種類のアッシ
ュすなわち、ボトムアッシュとフライアッシュ、が生じ
る。ボトムアッシュは炉の熱吸収面に形成されるスラグ
であり、最終的に自重によりまたは負荷が変化しあるい
はスートが吹き付ける結果、落下する。煙道ガス流に巻
き込まれて運ばれるアッシュはフライアッシュとして知
られている。
下部からボトムアッシュを除去するのに用いられるシス
テムは、一般に2つの範疇、すなわち、湿式および乾
式、に分かれる。湿式の範疇は水を充填したタンクを用
いてアッシュを冷却し、機械的にまたは油圧式搬送シス
テムを用いて除去することができる装置からなる。乾式
の範疇は、100MW未満のボイラーについては、乾燥
ホッパを用い、手動または空気搬送システムにより除去
することができるようにしている。それぞれの範疇にお
いて、一つの到達目標はボイラーに周囲の空気を導入す
るのを制限または阻止することである。最近、乾式ボイ
ラーのサイズが500MWボイラーに増加したが、これ
は機械式ベルトコンベヤシステムと空気システムを用い
てアッシュを処理ポイントに運び、周囲の空気を追加的
に用いてベルトを冷却することによるものである。
に付与された米国特許第5,255,615号を知悉し
ている。マガルディはボトムアッシュを蒸気発生ボイラ
から排出するシステムを開示し、このシステムはゲート
バルブにより制御される底部吐出口を持つアッシュホッ
パを備えている。
教示とは異なり、空気をホッパに導入してホッパを空に
するのをもっとも容易にするだけでなく可燃性アッシュ
生成物の燃焼を促進することを意図するものである。従
って、本発明の第1の目的は、ボトムアッシュ取り扱い
システムを提供することにある。本発明の別の目的は、
そのようなシステムであって固形燃料燃焼ボイラが底部
に複数のホッパを備え、各ホッパが複数の空気取入ポー
トを有するシステムを提供することにある。本発明のさ
らに別の目的は、そのようなシステムであって、空気取
入ポートが空気を各ホッパに供給して可燃性アッシュ生
成物の燃焼を促進するとともにホッパの内面を清浄に保
つシステムを提供することにある。また、本発明の別の
目的は、タンデム式でクラッシャとスクリューフィーダ
ーを用いて空気コンベヤへのアッシュの供給速度を制御
するシステムを提供することにある。さらにまた、本発
明の別の目的は、そのようなシステムであって、車両搭
載タンクを空気アッシュ搬送システムに相互接続し、重
いアッシュ粒子が車両搭載タンク内に残るが軽い粒子は
下流のボトムアッシュ・サイロに搬送されるようにした
システムを提供することにある。
取り扱いシステムに関する。本発明は下記の相互に関連
した目的、態様および特長を含む。 (1)第1の態様では、従来技術の教示とは逆に、本発
明では意図的に周囲空気または他の空気源からの空気を
ホッパに導入できるようにしている。そのような空気を
導入する理由は二つあり、一つは、(a)燃焼性アッシ
ュ生成物を処分する前に燃焼できるようにするためと、
もう一つは(b)アッシュをホッパ壁からホッパ出口ま
で搬送するのをもっとも容易にするためである。 (2)好適な実施形態では、各ホッパをそれぞれ上方の
拡大された開口部から延び、ゲートバルブにより制御さ
れる一般に矩形の開口部に収束する多数の角度をつけた
壁で校正している。この構成では4つの継ぎ目が画成さ
れ、上部開口部から底部吐出開口部近くまで延びてい
る。 (3)空気取入口は上述の継ぎ目上に配置されているの
が好ましく、底部吐出開口部に向かって下向きに設けら
れ、空気源から遠ざかる方向に分岐する(拡開する)ノ
ズル構造を備えているので、開口部を通って排出される
空気は横に広がってホッパ表面をアッシュの無い清浄な
表面のままに維持するのを容易にする。 (4)アッシュは各ホッパの底部吐出火格子ドアを通っ
て移動し、クラッシャに入り、そこでクラッシュ(破
砕)される。クラッシャは空気コンベヤに送られるアッ
シュの量を調節する。 (5)クラッシャの下または背後に配置されたスクリュ
ーフィーダーはアッシュをコンベヤラインに導入するの
に役立つ。スクリューフィーダーを用いるとこの仕事を
達成するのに必要な天盤高さが顕著に減少する。 (6)アッシュは、空気コンベヤシステムにより、先ず
空気コンベヤに接続したタンクを持つ移動車両に運ばれ
る。アッシュはこのタンクに車両の全面に載置されたパ
イプを通して入る。車両に搭載されたタンクからの出口
も全面の壁にある。このように、車両に搭載されたタン
クに搬入されたアッシュは搬送速度が低下するが、これ
はコンベヤとタンクの間の断面積の違いが大きいためで
ある。従って、重い粒子がタンク内に残るが、軽い、空
気に担持された粒子は出ていき、ボトムアッシュ・サイ
ロに運ばれ、フィルター/セパレータを介して空気流か
ら除去される。
ッパは、固形燃料燃焼ボイラの下側に取り付けるための
ホッパであって、 a)上方の開口部から下方の出口まで収束する側壁であ
って、外側壁に隣接して共通の継ぎ目を有する複数の側
壁を備え、 b)前記複数の継ぎ目は、それぞれ、入口ポートと出口
ノズルを有する少なくとも1つの空気ベントを備え、該
ノズルは前記下方の出口に向かって該継ぎ目を降る方向
に指向し、前記入口ポートから前記下方の出口に向かう
方向に拡開するノズル壁を備え、 c)さらに前記下方の出口を通るアッシュの流れを制御
するように操作可能な少なくとも1つの火格子ドアを備
えたことを特徴とする。請求項2記載の発明に係るホッ
パは、請求項1記載のホッパにおいて、前記複数の側壁
が4つの平坦な側壁を備えたことを特徴とする。請求項
3記載の発明に係るホッパは、請求項2記載のホッパに
おいて、前記下方の出口が矩形状であることを特徴とす
る。請求項4記載の発明に係るホッパは、請求項1記載
のホッパにおいて、各継ぎ目が直線状であることを特徴
とする。請求項5記載の発明に係るホッパは、請求項1
記載のホッパにおいて、各継ぎ目が、各継ぎ目に沿って
相互に整列した、2つの空気ベントを備えたことを特徴
とする。請求項6記載の発明に係るホッパは、請求項1
記載のホッパにおいて、前記少なくとも1つの火格子ド
アが油圧式アクチュエータにより操作可能な4つの旋回
可能な火格子ドア・コーターを備えたことを特徴とす
る。請求項7記載の発明に係るホッパは、請求項1記載
のホッパにおいて、前記火格子ドアの下に配置されたさ
らなる空気ベントを備えたことを特徴とする。請求項8
記載の発明に係るホッパは、請求項1記載のホッパにお
いて、前記ホッパは相互に横に取り付けられていること
を特徴とする。請求項9記載の発明に係る乾式ボトムア
ッシュ取り扱いシステムは、底部出口を有する固形燃料
燃焼ボイラを備えた乾式ボトムアッシュ取り扱いシステ
ムであって、 a)前記底部出口に取り付けられたホッパであって、 1)上方の開口部から下方の出口まで収束する側壁であ
って、外側壁に隣接して共通の継ぎ目を有する複数の側
壁を有し、 2)前記複数の継ぎ目が、それぞれ、入口ポートと出口
ノズルを有する空気ベントを備え、該ノズルは前記下方
の出口に向かって該継ぎ目を降る方向に指向し、前記入
口ポートから前記下方の出口に向かう方向に拡開するノ
ズル壁を有し、 3)前記下方の出口を通るアッシュの流れを制御するよ
うに操作可能な少なくとも1つの火格子ドアを有するホ
ッパと; b)前記下方の出口に取り付けられた入口と出口を有す
るクラッシャと; c)前記クラッシャに流体接続され、真空源を有し、ア
ッシュを該アッシュの処理手段まで搬送する空気コンベ
ヤとを備えたことを特徴とする。請求項10記載の発明
に係る乾式ボトムアッシュ取り扱いシステムは、請求項
9記載の乾式ボトムアッシュ取り扱いシステムにおい
て、前記アッシュの処理手段が車両に搭載されたタンク
であることを特徴とする。請求項11記載の発明に係る
乾式ボトムアッシュ取り扱いシステムは、請求項10記
載の乾式ボトムアッシュ取り扱いシステムにおいて、前
記タンクが上方の壁に入口ポートと、前壁に出口ポート
とを備えたことを特徴とする。請求項12記載の発明に
係る乾式ボトムアッシュ取り扱いシステムは、請求項1
1記載の乾式ボトムアッシュ取り扱いシステムにおい
て、前記タンクに入ったアッシュが後部方向に移動し、
比較的重いアッシュ粒子は前記タンク内に保持されるこ
とを特徴とする。請求項13記載の発明に係る乾式ボト
ムアッシュ取り扱いシステムは、請求項11記載の乾式
ボトムアッシュ取り扱いシステムにおいて、前記タンク
の出口ポートに導管を介して接続されたフィルターを備
え、該フィルターの入口側はサイロに接続され、出口側
は前記真空源に接続されていることを特徴とする。請求
項14記載の発明に係る乾式ボトムアッシュ取り扱いシ
ステムは、請求項9記載の乾式ボトムアッシュ取り扱い
システムにおいて、複数の隣接するホッパを備えたこと
を特徴とする。請求項15記載の発明に係る乾式ボトム
アッシュ取り扱いシステムは、請求項9記載の乾式ボト
ムアッシュ取り扱いシステムにおいて、各ホッパの継ぎ
目が、各継ぎ目に沿って相互に整列された少なくとも2
つの空気ベントをさらに備えたことを特徴とする。請求
項16記載の発明に係る乾式ボトムアッシュ取り扱いシ
ステムは、請求項11記載の乾式ボトムアッシュ取り扱
いシステムにおいて、前記コンベヤを前記タンクに接続
するための流体連結器をさらに備えたことを特徴とす
る。請求項17記載の発明に係る乾式ボトムアッシュ取
り扱いシステムは、請求項9記載の乾式ボトムアッシュ
取り扱いシステムにおいて、前記空気コンベヤは真空の
程度を感知するための真空感知手段と、所定の閾値を下
回る真空度を感知すると応答して前記クラッシャの操作
速度を低下させる操作可能な制御手段とを備えたことを
特徴とする。
特長は以下の好適な実施形態の説明を添付図面を参照し
て読むとよく理解できるであろう。
テムは全体を符号10で表され、図示のように、ボイラ
11を備え、ボイラ11は底部開口部13を有し、この
開口部13に一連のほぼ同一のホッパが搭載されてお
り、それぞれ全体を符号15で表される。各ホッパは底
部吐出口17を有し、クラッシャ機構20に導かれてい
る。クラッシャ機構20はそこを通るアッシュ粒子をク
ラッシュし、粉末にし、流れを調節し、ついで全体を符
号25で表される空気コンベヤに導く。この空気コンベ
ヤ25は、ファン27,バルブ29、バルブ29からク
ラッシャー20の底部に導通する通路31、クラッシャ
ー20のスクリューフィーダーアッセンブリ32から導
通する別の通路33、別のバルブ35および共通空気排
出ライン37を備えている。図1から理解されるよう
に、共通空気排出ライン37は各クラッシャー20のそ
れぞれを介してホッパ15のそれぞれから粉末化された
アッシュを受け取る。共通空気排出ライン37は第1の
連結器39に導通する。第1の連結器39は車両1から
延びているパイプ41の末端43を受容するように設計
されている。第2の連結器45は車両1から延びる第2
のパイプ47を受容するように設計されている。この第
2の連結器45は別の導管48に接続され、この導管4
8はフィルター/セパレータ49を介してボトムアッシ
ュ・サイロ50に導通している。図1からわかるよう
に、ポンプ51は入口側が導管55を介してポート53
に接続してあるので、ポンプ51をファン27と連携し
て運転するとファン27と連携して運転されるポート5
3において真空が維持される。
ックであり、好ましくは一般に円筒状のタンク2を後部
に搭載しており、このタンク2の前面4にはパイプ41
とパイプ47が接続されている。このように、タンク2
にパイプ41を介して入ったアッシュはタンク2内で後
方に噴出されので、重いアッシュはその中に維持されや
すく、軽いアッシュは粒状物として空気粒内に留まり、
パイプ47、連結器45および導管48を介して出てい
き易く、そして空気流からフィルター/セパレータ49
のフィルターエレメント52を介してろ過された後、ボ
トムアッシュ・サイロ50に入る。図2および図4はホ
ッパ15の種々の特長を詳細に示すものであり、観察ポ
ート60とアクチュエータ61を備えており、アクチュ
エータ61は開口部67を制御する旋回可能な火格子ド
ア・コーター63,65用である。
供給ライン33,バルブ35およびクラッシャー機構2
0がよくわかる。
が示されている。図7に示すように、ホッパ15は4つ
の側壁71,73,75および77を備え、これらは一
般に矩形状の出口開口部67に収束している。図7から
理解されるように、継ぎ目79はホッパ15の外周から
壁71および73の間の開口部67のコーナーまで延び
ている。継ぎ目81、83および85は図7からわかる
ように同様の形状をしている。
置しており、各空気取入口はホッパ15の壁を貫通して
延びている入口ポート89と、ホッパ15の出口開口部
67に向かう方向にポート89から拡開する出口ノズル
91とを有する。図5および図6からもっともよくわか
るように、各空気取入口87は頂壁93を備え、この頂
壁93は遠位端、図7の点101、まで延びている。点
101は図5〜図7からわかるようにノズル91の三角
形の開口部の上方の頂点である。再び図7を参照する
と、ポート89からホッパ15内への空気の流れは一点
鎖線95および97にほぼ対応して散開するので、壁7
1,73,75および77の表面にアッシュが付着して
いると出口67に向かって、そしてそれを通って吹き飛
ばされやすいことがわかる。圧縮空気流は、図6におい
て矢印99で示されている。好適な実施形態では、空気
取入口87は順次(図示しない)圧縮空気源に流体接続
されている。各空気取入口は約30秒間空気を受容す
る。
psiの圧力で3インチラインを通して空気取入口87
に2700フィート3/分の速度を持つ容積式ブロワに
より空気を圧送する。本発明を実施するには、アッシュ
をボイラ11の下のホッパ15に集める。貯蔵ホッパ1
5内のアッシュに含まれる未燃焼燃料の燃焼を続けポー
ト87を通して空気を導入することにより促進する。さ
らに、空気は、また、ファン27(図1)によりゲート
63および65を通しても導入される。ゲート63およ
び65を通して導入された空気は上述の蓄積されたアッ
シュを通して流れアッシュ内の燃料生成物の燃焼を容易
にする。
ト87を通って流れる空気によってもアッシュがホッパ
15の壁71、73、75および77に付着するのが防
止される。このように、ポート87を通って流れる空気
により、アッシュが開口部67を通って各ホッパ15の
クラッシャー20まで流れやすくなる。
は種々の工程が必要である。従って、例えば、各ホッパ
15からのアッシュの流れを逐次制御して、一時にたっ
た一つのホッパ15が空になるようにする。さらに、各
ホッパ15に連動しているクラッシャ20の速度を調節
することにより、制御を行うことができる。クラッシャ
20とスクリューフィーダー32が材料を空気コンベヤ
ライン37に供給しているときは、ライン37の制限が
ますので真空力が増す。真空感知発信器を空気導管37
内に設けて中央制御器に信号を送ってクラッシャ20の
速度を低下させるか、あるいはクラッシュされたアッシ
ュがライン37を通って十分な距離だけ流れてラインを
もう一度オープンにするまで一時的に停止してもよい。
真空発信器は図1において全体を符号88で表されてい
る。バルブ35は通路33をコンベヤライン37から分
離する。閉じると、ファン27からの空気は火格子ドア
63および65を通ってホッパ15内に通らなければな
らない。アッシュはコンベヤライン37に単一のホッパ
15から搬送されてもよいが、その場合は単一のバルブ
35を開いてアッシュの通路をコンベヤライン37に接
続する。アッシュは空気コンベヤライン37および連結
器39を介して、タンク2のフロント4に接続されたパ
イプ41に搬送され、そこでアッシュはタンク2の後部
に向けて搬送される。
易く、一方ライン41内の空気に担持されたままであ
り、続けて前進しやすいため、パイプ47および連結器
45を介してタンク2から出て、導管48を介してフィ
ルター/セパレータ49まで移動し、その際空気はポー
ト53から流出し導管55に流入するが、アッシュはフ
ィルターユニット52により捕捉されボトムアッシュ・
サイロ50内に落下する。このトラックを用いるとコン
ベヤ能力を高くすることができ、全体的な空気搬送ライ
ンを長くすることができる。
ータはホース41および47をそれぞれの連結器39お
よび45から容易に切り離すことができ、タンク2の内
容物が適宜投棄できる場所まで車両1を運転することが
できる。従って、本発明の上述の各目的を満たす好適な
実施形態の形で発明を開示し、新規かつ有用な乾式ボト
ムアッシュ取り扱いシステムを提供するものである。
と範囲から逸脱することなく、本発明の教示に種々の変
更を加えることができる。そのようなものとして、本発
明は請求項の文言によってのみ限定されるものである。
ムおよびホッパは、上述のような構成にしたことによ
り、ホッパを空にするのがもっとも容易になるだけでな
く可燃性アッシュ生成物の燃焼を促進することができる
という効果を奏する。
方向にみた拡大断面図である。
の視野を90度回転した図であ。
る。
ある。
Claims (17)
- 【請求項1】 固形燃料燃焼ボイラの下側に取り付ける
ためのホッパであって、 a)上方の開口部から下方の出口まで収束する側壁であ
って、外側壁に隣接して共通の継ぎ目を有する複数の側
壁を備え、 b)前記複数の継ぎ目は、それぞれ、入口ポートと出口
ノズルを有する少なくとも1つの空気ベントを備え、該
ノズルは前記下方の出口に向かって該継ぎ目を降る方向
に指向し、前記入口ポートから前記下方の出口に向かう
方向に拡開するノズル壁を備え、 c)さらに前記下方の出口を通るアッシュの流れを制御
するように操作可能な少なくとも1つの火格子ドアを備
えたことを特徴とするホッパ。 - 【請求項2】 前記複数の側壁が4つの平坦な側壁を備
えたことを特徴とする請求項1記載のホッパ。 - 【請求項3】 前記下方の出口が矩形状であることを特
徴とする請求項2記載のホッパ。 - 【請求項4】 各継ぎ目が直線状であることを特徴とす
る請求項1記載のホッパ。 - 【請求項5】 各継ぎ目が、各継ぎ目に沿って相互に整
列した、2つの空気ベントを備えことを特徴とする請求
項1記載のホッパ。 - 【請求項6】前記少なくとも1つの火格子ドアが油圧式
アクチュエータにより操作可能な4つの旋回可能な火格
子ドア・コーターを備えたことを特徴とする請求項1記
載のホッパ - 【請求項7】前記火格子ドアの下に配置されたさらなる
空気ベントを備えたことを特徴とする請求項1記載のホ
ッパ。 - 【請求項8】 前記ホッパは相互に横に取り付けられて
いることを特徴とする請求項1記載のホッパ。 - 【請求項9】 底部出口を有する固形燃料燃焼ボイラを
備えた乾式ボトムアッシュ取り扱いシステムであって、 a)前記底部出口に取り付けられたホッパであって、 1)上方の開口部から下方の出口まで収束する側壁であ
って、外側壁に隣接して共通の継ぎ目を有する複数の側
壁を有し、 2)前記複数の継ぎ目が、それぞれ、入口ポートと出口
ノズルを有する空気ベントを備え、該ノズルは前記下方
の出口に向かって該継ぎ目を降る方向に指向し、前記入
口ポートから前記下方の出口に向かう方向に拡開するノ
ズル壁を有し、 3)前記下方の出口を通るアッシュの流れを制御するよ
うに操作可能な少なくとも1つの火格子ドアを有するホ
ッパと; b)前記下方の出口に取り付けられた入口と出口を有す
るクラッシャと; c)前記クラッシャに流体接続され、真空源を有し、ア
ッシュを該アッシュの処理手段まで搬送する空気コンベ
ヤとを備えたことを特徴とする乾式ボトムアッシュ取り
扱いシステム。 - 【請求項10】 前記アッシュの処理手段が車両に搭載
されたタンクであることを特徴とする請求項9記載の乾
式ボトムアッシュ取り扱いシステム。 - 【請求項11】 前記タンクが上方の壁に入口ポート
と、前壁に出口ポートを備えたことを特徴とする請求項
10記載の乾式ボトムアッシュ取り扱いシステム。 - 【請求項12】 前記タンクに入ったアッシュが後部方
向に移動し、比較的重いアッシュ粒子は前記タンク内に
保持され、比較的軽いアッシュ粒子は前記タンクの出口
ポートを通って前記タンクから出ることを特徴とする請
求項11記載の乾式ボトムアッシュ取り扱いシステム。 - 【請求項13】 前記タンクの出口ポートに導管を介し
て接続されたフィルターを備え、該フィルターの入口側
はサイロに接続され、出口側は前記真空源に接続されて
いることを特徴とする請求項11記載の乾式ボトムアッ
シュ取り扱いシステム。 - 【請求項14】 複数の隣接するホッパを備えたことを
特徴とする請求項9記載の乾式ボトムアッシュ取り扱い
システム。 - 【請求項15】 各ホッパの継ぎ目が、各継ぎ目に沿っ
て相互に整列された少なくとも2つの空気ベントをさら
に備えたことを特徴とする請求項9記載の乾式ボトムア
ッシュ取り扱いシステム。 - 【請求項16】 前記コンベヤを前記タンクに接続する
ための流体連結器をさらに備えたことを特徴とする請求
項11記載の乾式ボトムアッシュ取り扱いシステム。 - 【請求項17】 前記空気コンベヤは真空の程度を感知
するための真空感知手段と、所定の閾値を下回る真空度
を感知すると応答して前記クラッシャの操作速度を低下
させる操作可能な制御手段とを備えたことを特徴とする
請求項9記載の乾式ボトムアッシュ取り扱いシステム。
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