JP3396328B2 - 循環流動層装置における循環粒子の粒度監視装置 - Google Patents
循環流動層装置における循環粒子の粒度監視装置Info
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- JP3396328B2 JP3396328B2 JP08026795A JP8026795A JP3396328B2 JP 3396328 B2 JP3396328 B2 JP 3396328B2 JP 08026795 A JP08026795 A JP 08026795A JP 8026795 A JP8026795 A JP 8026795A JP 3396328 B2 JP3396328 B2 JP 3396328B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は循環流動層ボイラ等、反
応部分から飛び出した粒子を循環させるための循環系を
有する循環流動層装置に適用される循環粒子の粒度監視
装置に関する。
応部分から飛び出した粒子を循環させるための循環系を
有する循環流動層装置に適用される循環粒子の粒度監視
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】循環流動層ボイラ等の循環流動層装置に
おいては、循環している粒子の粒度を把握することが装
置の安定な運用を確保し良好な性能を維持するために不
可欠である。しかしながら、循環粒子の粒度に関する情
報を運転中に容易に得る方法はなく、必要に応じて粒子
を外部に抜き出し、それの粒度分布などを測定する方法
を取らざるを得ない状況にあった。
おいては、循環している粒子の粒度を把握することが装
置の安定な運用を確保し良好な性能を維持するために不
可欠である。しかしながら、循環粒子の粒度に関する情
報を運転中に容易に得る方法はなく、必要に応じて粒子
を外部に抜き出し、それの粒度分布などを測定する方法
を取らざるを得ない状況にあった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の循環流動層装置
では運転中の装置の粒子循環系から粒子を抜き出し、そ
れの分析を行なうことで粒度に関する情報を得てきた。
しかしながらこのような従来の方法では、 （１）一般的に高温の流動材を取り扱う必要があるため
危険があること。 （２）分析に時間を要するため経時的なデータの入手が
困難であること。などの問題があった。
では運転中の装置の粒子循環系から粒子を抜き出し、そ
れの分析を行なうことで粒度に関する情報を得てきた。
しかしながらこのような従来の方法では、 （１）一般的に高温の流動材を取り扱う必要があるため
危険があること。 （２）分析に時間を要するため経時的なデータの入手が
困難であること。などの問題があった。
【０００４】本発明は、循環流動層装置において、循環
している粒子の粒度を安全、かつ、経時的に検知可能な
粒度監視装置を提供することを課題としている。
している粒子の粒度を安全、かつ、経時的に検知可能な
粒度監視装置を提供することを課題としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明では粒子の物性値
のうち粒子径が変化した場合に、粒子層と伝熱面との間
の伝熱係数が変化することに着目し、伝熱係数の変化を
測定するための伝熱プローブを粒子循環系のスタンドパ
イプに設ける。
のうち粒子径が変化した場合に、粒子層と伝熱面との間
の伝熱係数が変化することに着目し、伝熱係数の変化を
測定するための伝熱プローブを粒子循環系のスタンドパ
イプに設ける。
【０００６】その伝熱プローブはスタンドパイプ内の循
環粒子へエネルギを与え、または奪い、伝熱プローブ表
面と循環粒子との間に温度差を発生させる手段をもち且
つ表面温度検出手段を備え、更に、循環粒子に伝熱プロ
ーブから与え、あるいは奪ったエネルギの移動量を求め
る手段と、発生した温度差を求める手段を有し、エネル
ギの移動量と温度差とから求められた伝熱係数によっ
て、既知の粒子径と伝熱係数との関係を基に代表粒子径
を決定するように構成されている。または、さらに前記
スタントパイプ内の粒子層の単位長さ当たりの圧損を測
定する差圧計を備え、前記伝熱係数に加え前記圧損から
得られた粒子層の空隙率によって、既知の粒子径と空隙
率と伝熱係数との関係を基に代表粒子径を決定するよう
に構成されている。
環粒子へエネルギを与え、または奪い、伝熱プローブ表
面と循環粒子との間に温度差を発生させる手段をもち且
つ表面温度検出手段を備え、更に、循環粒子に伝熱プロ
ーブから与え、あるいは奪ったエネルギの移動量を求め
る手段と、発生した温度差を求める手段を有し、エネル
ギの移動量と温度差とから求められた伝熱係数によっ
て、既知の粒子径と伝熱係数との関係を基に代表粒子径
を決定するように構成されている。または、さらに前記
スタントパイプ内の粒子層の単位長さ当たりの圧損を測
定する差圧計を備え、前記伝熱係数に加え前記圧損から
得られた粒子層の空隙率によって、既知の粒子径と空隙
率と伝熱係数との関係を基に代表粒子径を決定するよう
に構成されている。
【０００７】
【作用】本発明による粒度監視装置は前記したように粒
子循環系内に伝熱プローブを設置し、この伝熱プローブ
と循環粒子との間でエネルギの移動を行わせる。そして
温度差の測定手段により伝熱プローブと循環粒子の間の
温度差ΔＴを求めると共に、エネルギ移動量の測定手段
によって伝熱プローブと循環粒子間のエネルギ移動量Ｅ
を求める。
子循環系内に伝熱プローブを設置し、この伝熱プローブ
と循環粒子との間でエネルギの移動を行わせる。そして
温度差の測定手段により伝熱プローブと循環粒子の間の
温度差ΔＴを求めると共に、エネルギ移動量の測定手段
によって伝熱プローブと循環粒子間のエネルギ移動量Ｅ
を求める。
【０００８】伝熱プローブの伝熱面積をＡとすると循環
粒子の伝熱係数はＫｔ＝Ｅ／ΔＴ×Ａ（ｗ／ｍ２・ｋ）
で求められる。こうして求められた伝熱係数によって、
既知の粒子径と伝熱係数との関係を基に代表粒子径を決
定する。加えて粒子層の空隙率を得た場合は、空隙率と
伝熱係数とによって、既知の粒子径と空隙率と伝熱係数
との関係を基に代表粒子径を決定する。
粒子の伝熱係数はＫｔ＝Ｅ／ΔＴ×Ａ（ｗ／ｍ２・ｋ）
で求められる。こうして求められた伝熱係数によって、
既知の粒子径と伝熱係数との関係を基に代表粒子径を決
定する。加えて粒子層の空隙率を得た場合は、空隙率と
伝熱係数とによって、既知の粒子径と空隙率と伝熱係数
との関係を基に代表粒子径を決定する。
【０００９】
【実施例】以下、本発明による粒度監視装置を図１〜図
４に示した一実施例に基づいて具体的に説明する。
４に示した一実施例に基づいて具体的に説明する。
【００１０】（第１実施例）まず、図１によって第１実
施例について説明する。図１は、本発明の第１実施例に
よる粒度監視装置を備えた循環流動層ボイラの例を示し
ている。図１に示すように、循環流動層ボイラは燃焼室
１、サイクロン２、流動層熱交換器３、スタンドパイプ
４の主要部分から構成されており、燃焼用の空気がブロ
ア５ａ，５ｂ，５ｃから供給され、燃焼室１内に高速流
動層と呼ばれる流動状態を形成し、燃料供給装置６から
供給された燃料が燃焼している。
施例について説明する。図１は、本発明の第１実施例に
よる粒度監視装置を備えた循環流動層ボイラの例を示し
ている。図１に示すように、循環流動層ボイラは燃焼室
１、サイクロン２、流動層熱交換器３、スタンドパイプ
４の主要部分から構成されており、燃焼用の空気がブロ
ア５ａ，５ｂ，５ｃから供給され、燃焼室１内に高速流
動層と呼ばれる流動状態を形成し、燃料供給装置６から
供給された燃料が燃焼している。
【００１１】ボイラ内には、けい砂などの流動材が存在
し、それらの流動材は未燃の燃料とともに燃焼室１、サ
イクロン２、流動層熱交換器３、およびスタンドパイプ
４とから形成される系内を循環している。
し、それらの流動材は未燃の燃料とともに燃焼室１、サ
イクロン２、流動層熱交換器３、およびスタンドパイプ
４とから形成される系内を循環している。
【００１２】燃焼ガスと流動材とはサイクロン２で分離
され、ガスは対流伝熱面７、バグフィルタ８、誘引ファ
ン９を経て煙突１０から放出される。分離された流動材
は流動層熱交換器３に入り、内部の伝熱面で冷却された
のち燃焼室１へ再循環する。ボイラ内に残留する粒子は
必要に応じて灰抜き出し装置１１で系外に排出する。
され、ガスは対流伝熱面７、バグフィルタ８、誘引ファ
ン９を経て煙突１０から放出される。分離された流動材
は流動層熱交換器３に入り、内部の伝熱面で冷却された
のち燃焼室１へ再循環する。ボイラ内に残留する粒子は
必要に応じて灰抜き出し装置１１で系外に排出する。
【００１３】スタンドパイプ４には、伝熱係数を求める
目的で温度検出端２６および伝熱プローブ２７が取り付
けられており、両者とも循環粒子に満たされた状態にな
っている。図示した２８は温度差を算出する演算器、２
９は伝熱プローブ２７へ供給される電力の調整器、３０
は伝熱係数の演算器である。
目的で温度検出端２６および伝熱プローブ２７が取り付
けられており、両者とも循環粒子に満たされた状態にな
っている。図示した２８は温度差を算出する演算器、２
９は伝熱プローブ２７へ供給される電力の調整器、３０
は伝熱係数の演算器である。
【００１４】伝熱プローブ２７の構造例を図２に示して
ある。図２に示すように伝熱プローブ２７の内部にヒー
タ３１が設けられており、且つ表面温度検出手段として
プローブの外面に近い位置に熱電対３２が埋め込まれて
おり、ヒータ３１および熱電対３２からはそれぞれ外部
の調整器２９および演算器２８へ接続する端子が設けら
れている。
ある。図２に示すように伝熱プローブ２７の内部にヒー
タ３１が設けられており、且つ表面温度検出手段として
プローブの外面に近い位置に熱電対３２が埋め込まれて
おり、ヒータ３１および熱電対３２からはそれぞれ外部
の調整器２９および演算器２８へ接続する端子が設けら
れている。
【００１５】粒子層と伝熱プローブ２７の表面との間の
伝熱係数Ｋt 〔ｗ／ｍ2 ・ｋ〕を求める方法は色々考え
られるが、ここでは次のような方法によった。まず流動
層内に設けた加熱面（ここでは伝熱プローブ２７の表
面）と粒子層温度との間に或る温度差を生じるように循
環粒子に伝熱プローブ２７からエネルギＥを加える。こ
のとき加熱面の温度をＴ1 ，粒子層の温度をＴ2 ，加え
たエネルギをＥ，加熱面の面積をＡとすると伝熱係数Ｋ
t は次式で求まる。
伝熱係数Ｋt 〔ｗ／ｍ2 ・ｋ〕を求める方法は色々考え
られるが、ここでは次のような方法によった。まず流動
層内に設けた加熱面（ここでは伝熱プローブ２７の表
面）と粒子層温度との間に或る温度差を生じるように循
環粒子に伝熱プローブ２７からエネルギＥを加える。こ
のとき加熱面の温度をＴ1 ，粒子層の温度をＴ2 ，加え
たエネルギをＥ，加熱面の面積をＡとすると伝熱係数Ｋ
t は次式で求まる。
【００１６】
【数１】
【００１７】本装置の具体的な動作は次のようになる。
粒子層の温度を測定する温度検出端２６の出力と伝熱プ
ローブ２７表面温度の信号は演算器２８に入り温度差が
出力される。伝熱プローブ２７に供給される電力は、電
力調整器２９により、温度差があらかじめ設定した値と
なるように調整される。
粒子層の温度を測定する温度検出端２６の出力と伝熱プ
ローブ２７表面温度の信号は演算器２８に入り温度差が
出力される。伝熱プローブ２７に供給される電力は、電
力調整器２９により、温度差があらかじめ設定した値と
なるように調整される。
【００１８】伝熱プローブ２７表面と粒子層との間にお
ける伝熱係数Ｋt は演算器３０で前述のように次式で求
められる。
ける伝熱係数Ｋt は演算器３０で前述のように次式で求
められる。
【００１９】Ｋt ＝Ｅ／（Ｔ1 −Ｔ2 ）Ａ
さて、実際に本装置を適用した流動層装置において、循
環粒子の粒度が変化した場合を考える。
環粒子の粒度が変化した場合を考える。
【００２０】図３は粒子径ｄｐと空隙率εと伝熱係数Ｋ
t との関係を示すものである（本図はＶＤＩ−ＷＡＲＭ
ＥＡＴＬＡＳ第４版による。）。これによれば、空隙率
を一定とすれば粒子径の変化に対し伝熱係数も変化す
る。
t との関係を示すものである（本図はＶＤＩ−ＷＡＲＭ
ＥＡＴＬＡＳ第４版による。）。これによれば、空隙率
を一定とすれば粒子径の変化に対し伝熱係数も変化す
る。
【００２１】したがって、先に説明したように循環粒子
の伝熱係数を決定すれば、その変化量から粒子径の変化
（伝熱特性から決まる代表径としての値）が求まること
になる。空隙率εは次式で定義される値であるが、循環
流動層装置では実用範囲においてほぼ一定となる。
の伝熱係数を決定すれば、その変化量から粒子径の変化
（伝熱特性から決まる代表径としての値）が求まること
になる。空隙率εは次式で定義される値であるが、循環
流動層装置では実用範囲においてほぼ一定となる。
【００２２】
【数２】
【００２３】具体的な例として循環粒子径が粗大化した
場合を考える。一般に循環流動層装置において循環粒子
が粗大化することは、粒子の循環量が減少するため、種
々の性能低下をおこすことが多い。この場合、粒子の粗
大化は、伝熱係数の低下となって示されるので、その場
合には、細かな流動材の補充や、粗大粒子の系外排出等
の対応をとることができる。
場合を考える。一般に循環流動層装置において循環粒子
が粗大化することは、粒子の循環量が減少するため、種
々の性能低下をおこすことが多い。この場合、粒子の粗
大化は、伝熱係数の低下となって示されるので、その場
合には、細かな流動材の補充や、粗大粒子の系外排出等
の対応をとることができる。
【００２４】（第２実施例）次に図４に示す第２実施例
について説明する。この実施例では、空隙率εを正確に
知る目的で粒子層の単位長さあたりの圧損を差圧計３３
で測定できるようにしたものである。図４に示す装置の
その他の構成は図１に示した装置と同じである。圧損を
測定する部分の長さをＬ、求まった圧損をΔＰとすると
粒子層のかさ密度ρb は次式で求められるので、粒子径
の変化をより正確に推定することが可能になる。
について説明する。この実施例では、空隙率εを正確に
知る目的で粒子層の単位長さあたりの圧損を差圧計３３
で測定できるようにしたものである。図４に示す装置の
その他の構成は図１に示した装置と同じである。圧損を
測定する部分の長さをＬ、求まった圧損をΔＰとすると
粒子層のかさ密度ρb は次式で求められるので、粒子径
の変化をより正確に推定することが可能になる。
【００２５】
【数３】
【００２６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、スタン
ドパイプを有する粒子循環系統を備えた循環流動層装置
において、前記スタンドパイプに設置され循環粒子との
間でエネルギの移動を行わせ且つ表面温度検出手段を備
える伝熱プローブ、同プローブと循環粒子との間の温度
差の測定手段、および前記プローブと循環粒子の間のエ
ネルギ移動量を測定する手段を有し、求められた伝熱係
数によって、既知の粒子径と伝熱係数との関係を基に代
表粒子径を決定するように構成されてなることを特徴と
する循環流動層装置における循環粒子の粒度監視装置、
または、さらに前記スタンドパイプ内の粒子層の単位長
さ当たりの圧損を測定する差圧計を備え、前記伝熱係数
に加え前記圧損から得られた粒子層の空隙率によって、
既知の粒子径と空隙率と伝熱係数との関係を基に代表粒
子径を決定するように構成されてなることを特徴とする
循環流動層装置における循環粒子の粒度監視装置を提供
するもので、これらの装置によれば次のような効果が得
られる。
ドパイプを有する粒子循環系統を備えた循環流動層装置
において、前記スタンドパイプに設置され循環粒子との
間でエネルギの移動を行わせ且つ表面温度検出手段を備
える伝熱プローブ、同プローブと循環粒子との間の温度
差の測定手段、および前記プローブと循環粒子の間のエ
ネルギ移動量を測定する手段を有し、求められた伝熱係
数によって、既知の粒子径と伝熱係数との関係を基に代
表粒子径を決定するように構成されてなることを特徴と
する循環流動層装置における循環粒子の粒度監視装置、
または、さらに前記スタンドパイプ内の粒子層の単位長
さ当たりの圧損を測定する差圧計を備え、前記伝熱係数
に加え前記圧損から得られた粒子層の空隙率によって、
既知の粒子径と空隙率と伝熱係数との関係を基に代表粒
子径を決定するように構成されてなることを特徴とする
循環流動層装置における循環粒子の粒度監視装置を提供
するもので、これらの装置によれば次のような効果が得
られる。
【００２７】すなわち、循環流動層装置における循環粒
子の物性変化を連続的にかつ迅速に把握することが可能
になるため、粒子循環の変動に起因する不具合の発生を
容易に知ることが可能になり、それに基づいて施された
対策の効果を具体的に評価できるようになるなど、循環
流動層装置の性能向上、信頼性向上に役立つものであ
り、実用上非常に有益である。
子の物性変化を連続的にかつ迅速に把握することが可能
になるため、粒子循環の変動に起因する不具合の発生を
容易に知ることが可能になり、それに基づいて施された
対策の効果を具体的に評価できるようになるなど、循環
流動層装置の性能向上、信頼性向上に役立つものであ
り、実用上非常に有益である。
【図１】本発明の第１実施例に係る粒度監視装置を備え
た循環流動層ボイラの構成図。
た循環流動層ボイラの構成図。
【図２】本発明による粒度監視装置で採用する伝熱プロ
ーブの構造図。
ーブの構造図。
【図３】空隙率と粒子径と伝熱係数との関係を示す線
図。
図。
【図４】本発明の第２実施例に係る粒度監視装置を備え
た循環流動層ボイラの構成図。
た循環流動層ボイラの構成図。
１ 燃焼室
２ サイクロン
３ 流動層熱交換器
４ スタンドパイプ
５ａ，５ｂ，５ｃ ブロア
６ 燃料供給装置
７ 対流伝熱面
８ バグフィルタ
９ 誘引ファン
１０ 煙突
１１ 灰取り出し装置
２６ 温度検出端
２７ 伝熱プローブ
２８ 演算器
２９ 電力調整器
３０ 演算器
３１ ヒータ
３２ 熱電対
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 昭63−226510（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−201147（ＪＰ，Ａ)
特開 平１−107845（ＪＰ，Ａ)
実開 平１−142851（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F23C 10/02
F23C 10/28
Claims (2)
- 【請求項１】 スタンドパイプを有する粒子循環系統を
備えた循環流動層装置において、前記スタンドパイプに
設置され循環粒子との間でエネルギの移動を行わせ且つ
表面温度検出手段を備える伝熱プローブ、同プローブと
循環粒子との間の温度差の測定手段、および前記プロー
ブと循環粒子の間のエネルギ移動量を測定する手段を有
し、求められた伝熱係数によって、既知の粒子径と伝熱
係数との関係を基に代表粒子径を決定するように構成さ
れてなることを特徴とする循環流動層装置における循環
粒子の粒度監視装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載の循環流動層装置におけ
る循環粒子の粒度監視装置において、前記スタンドパイ
プ内の粒子層の単位長さ当たりの圧損を測定する差圧計
を備え、前記伝熱係数に加え前記圧損から得られた粒子
層の空隙率によって、既知の粒子径と空隙率と伝熱係数
との関係を基に代表粒子径を決定するように構成されて
なることを特徴とする循環流動層装置における循環粒子
の粒度監視装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08026795A JP3396328B2 (ja) | 1995-04-05 | 1995-04-05 | 循環流動層装置における循環粒子の粒度監視装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08026795A JP3396328B2 (ja) | 1995-04-05 | 1995-04-05 | 循環流動層装置における循環粒子の粒度監視装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08278005A JPH08278005A (ja) | 1996-10-22 |
| JP3396328B2 true JP3396328B2 (ja) | 2003-04-14 |
Family
ID=13713533
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08026795A Expired - Fee Related JP3396328B2 (ja) | 1995-04-05 | 1995-04-05 | 循環流動層装置における循環粒子の粒度監視装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3396328B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20200025034A (ko) | 2018-08-29 | 2020-03-10 | 한국전력공사 | 순환유동층의 입도 관리 방법 및 이를 이용한 입도 관리 장치 |
| KR20210047191A (ko) | 2019-10-21 | 2021-04-29 | 한국전력공사 | 순환유동층의 입도 관리 방법 및 이를 이용한 입도 관리 장치 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113181844A (zh) * | 2021-05-12 | 2021-07-30 | 哈尔滨理工大学 | 一种流化床监视装置及监测方法 |
-
1995
- 1995-04-05 JP JP08026795A patent/JP3396328B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20200025034A (ko) | 2018-08-29 | 2020-03-10 | 한국전력공사 | 순환유동층의 입도 관리 방법 및 이를 이용한 입도 관리 장치 |
| KR20210047191A (ko) | 2019-10-21 | 2021-04-29 | 한국전력공사 | 순환유동층의 입도 관리 방법 및 이를 이용한 입도 관리 장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08278005A (ja) | 1996-10-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20030107 |
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