JP4557445B2 - Method of operating fluidized bed boiler device and fluidized bed boiler device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、可燃性廃棄物を流動層ボイラで燃焼させる際に、流動層の温度分布の均一化を図るのに好適な流動層ボイラ装置の運転方法、および流動層ボイラ装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
流動層ボイラ装置では、石炭を流動層ボイラ内で燃焼させ、その燃焼熱により、ボイラ内に設置した伝熱管を過熱して、伝熱管内で蒸気を発生させている。流動層ボイラにおいては、伝熱管が燃料の局所燃焼で焼損しないように、流動層内の温度分布を均一にする必要がある。一般に、流動層ボイラに供給された燃料は水平方向には分散しにくい特性があり、そのために燃料供給装置は水平方向に複数個並べて配置されている。また、燃料供給装置の個数は流動層ボイラの断面積に概ね比例している。
【0003】
供給する燃料は、流動層内で分散する前に燃焼しないように、石炭と水を混合してペースト状にし、燃料供給ポンプによって流動層ボイラに供給される。燃料の供給量は、伝熱管での発生蒸気を一定に保つため、流動層内の温度が所定値となるよう制御されている。
【0004】
燃料を燃焼させるための燃焼用の空気は、流動層を形成するために投入される流動用の空気を利用しており、ボイラ下部より供給される。また、燃焼ガス中の残存酸素濃度はボイラ出口に設置された酸素濃度計により計測されている。そして、上記燃焼用の空気の供給量は、残存酸素濃度が規定値となるように、すなわち空燃比(燃料流量と燃焼用空気流量との割合)が一定となるよう制御されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、流動層ボイラでごみを燃焼させる場合、燃料としてごみだけを燃焼させると、ごみには生ごみ等の燃えにくいごみが混合しているために発熱量が変動し、伝熱管での蒸発量を一定に保持しにくい。
【0006】
このため、発熱量の安定している石炭等の燃料と併用して、流動層ボイラ内でごみを燃焼させることが必須となる。しかし、このような燃焼方式で石炭とごみといった異種のものを燃焼させると、各々に適正な燃焼状態とすることは難しい。
【0007】
本発明の目的は、上記の従来技術の問題点を解決し、流動層ボイラでごみを安定して燃焼させることのできる流動層ボイラ装置の運転方法、および流動層ボイラ装置を提供することにある。
【0008】
【課題点を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の流動層ボイラの運転方法は、石炭と水を混練して得られたペースト状の燃料に、可燃性廃棄物を粉砕して混合し、その混合燃料を流動層ボイラに供給して燃焼させることを特徴としている。
【0009】
また、本発明の流動層ボイラの運転方法は、石炭と水を混練して得られたペースト状の燃料を流動層ボイラで燃焼させる際に、粉砕した可燃性廃棄物を圧縮空気により前記ペースト状の燃料に混合し、その混合燃料を流動層ボイラに供給して燃焼させることを特徴としている。
【0010】
流動層ボイラにおいて、石炭と水を混合して得られたペースト状の燃料に、粉砕した可燃性廃棄物(ごみ)を混合して流動層に供給すると、ペースト状の燃料と混合した可燃性廃棄物は流動層内では均一に広がる。これにより、流動層内では局所的な燃焼が回避され、均一に燃焼するようになる。この場合、可燃性廃棄物と混合したペースト状の燃料を流動層下部に供給するとよい。このようにすれば、可燃性廃棄物の燃焼にも必要な滞留時間を確保することができ、石炭および可燃性廃棄物ともに完全燃焼させることが可能となる。
【0011】
石炭と水をペースト状に混合した燃料に、粉砕した可燃性廃棄物を混ぜるにあたっては、分散空気(圧縮空気)を供給する。このようにすると、分散空気によりペースト状の燃料に空間が形成され、その空間に可燃性廃棄物の粉砕片が置き換わり、ペースト状の燃料との良好な混合が可能となる。図2には、ペースト状の燃料に分散空気と共に可燃性廃棄物を供給した場合を示す。
【0012】
また、流動層内の複数箇所の温度を測定し、その測定結果に基づいて可燃性廃棄物の混入量を調整するとよい。例えば、各燃料供給装置近傍で流動層の温度を複数箇所測定し、その測定値と目標値を比較して、供給する可燃性廃棄物の混入量を調整する。これによって、可燃性廃棄物の発熱量の違いによる燃焼特性の調整が可能となる。
【0013】
また、本発明の流動層ボイラ装置は、流動層ボイラに接続され、石炭と水を混練して得られたペースト状の燃料を前記流動層ボイラに供給するための主燃料供給系と、前記主燃料供給系の途中に接続され、粉砕した可燃性廃棄物と圧縮空気を前記主燃料供給系に供給する副燃料供給系とを備え、前記主燃料供給系内のペースト状の燃料に、前記副燃料供給系から供給される可燃性廃棄物と圧縮空気を混合し、その混合燃料を前記主燃料供給系を介して前記流動層ボイラに供給して燃焼させることを特徴としている。なお、予め石炭と水を混連して得られたペースト状の燃料へ圧縮空気を供給しておいても良い。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。
図1は、本発明に係る流動層ボイラ装置の全体システムを示している。流動層ボイラ1は、図1に示すように、下部より燃焼用空気2が導入され、燃料供給装置3より供給された燃料を流動層4で燃焼させる。燃焼用空気2の流量は空気流量計1Aで計測されている。流動層ボイラ1には、内部に水が流れている伝熱管5が設けられ、この伝熱管5内の水は流動層4での燃焼によって加熱され蒸気を発生する。発生した蒸気は蒸気タービン6を駆動し、さらに蒸気タービン6は発電機7を駆動する。
【0015】
燃料供給装置3から供給される燃料は、流動層4内で分散する前に燃焼しないように、石炭8に水9を混合してペースト状の燃料として、流動層4の下部に供給されている。燃料供給装置3には、途中に燃料供給ポンプ10を有する燃料供給配管11が接続され、前記ペースト状の燃料は燃料供給ポンプ9によって加圧され、燃料供給配管11を介して燃料供給装置3に搬送されている。ペースト状の燃料の流量は燃料流量計8Aにより計測されている。なお、燃料供給装置3は流動層ボイラ1の下部に複数設置されている。
【0016】
流動層ボイラ1の下部には、流動層4内の温度を測定する層温度計12が複数設けられている。燃料供給装置3からの燃料供給は、層温度計12での検出温度が規定温度となるように制御され、これによって、伝熱管5での発生蒸気が一定に保たれている。また、ボイラ出口には燃焼ガス13中の残存酸素濃度を測定する酸素濃度計14が設けられている。そして、燃焼用空気2の流入量は残存酸素濃度が規定値となるように制御されている。
【0017】
流動層ボイラ1で可燃性廃棄物であるごみ17を燃焼する場合には、受け入れたごみ17はごみ前処理設備16に送られ、流動層ボイラで燃焼可能なように前処理される。ごみ前処理設備は、破袋機18、一次磁選機19、一次破砕機20、乾燥機21、二次磁選機22、アルミ磁選機23、風力選別機24、および二次粉砕機25を備えている。
【0018】
ゴミ前処理設備16で受け入れたごみ17は、一般的に袋詰めされているので破袋機18で破袋され、ゴミ17に含まれている異物が除去される。そして、一次磁選機19により燃焼に不適当な鉄分が除去され、さらに一次破砕機20で破砕される。ゴミを破砕することにより、乾燥機21での乾燥効率が向上し、後流の選別工程で不燃物の除去を容易に行うことができる。その後、二次磁選機22、アルミ磁選機23、風力選別機24でそれぞれ鉄、アルミ、不燃物が除去された後に、ごみは二次粉砕機25で粉砕される。二次粉砕機25では、燃料供給系統にて詰りを生じないよう、燃料供給装置3の内径の約1/3以下に粉砕される。粉砕されたごみには水9が注入され、ごみは水と混ざってペースト状になる。
【0019】
なお、破袋から二次粉砕までの過程は、一般的なごみ固形燃料の製造過程と同様であるが、受け入れするごみの性質により、装置機器の一部を削除することができる。また、別装置においてごみを固形燃料のかたちとしたものを用いることもできる。
【0020】
二次粉砕機25には粉砕ごみ搬送配管27の一端が接続され、この粉砕ごみ搬送配管27の他端は燃料供給配管11に接続されている。そして、ペースト状の粉砕ごみは、粉砕ごみ搬送配管27の途中に設けられた粉砕ごみ供給ポンプ28によって圧送されて燃料供給配管11に供給される。この場合、粉砕ごみ搬送配管27には粉砕ごみ供給ポンプ28の下流側において、圧縮空気である分散空気29が注入される。
【0021】
燃料供給配管11の中には石炭8と水9が混連したペースト状の燃料が存在しているが、ペースト状の粉砕ごみを分散空気29と共に燃料供給配管11に供給すると、分散空気29によりペースト状の燃料中に空間が形成され、その空間に粉砕ごみが置き換わる。これにより、ペースト状の燃料と粉砕ごみの良好な混合が可能となる。なお、本実施の形態では粉砕ごみ搬送配管27に分散空気29を注入した例を示しているが、燃料供給配管11に分散空気を注入して、ペースト状の燃料に予め空間を形成しておき、そのペースト状の燃料に粉砕ごみを混合することも可能である。
【0022】
石炭とごみとの混合燃料は、燃料供給装置3から流動層4下部に均一に供給され、局所的に燃焼することはなく、流動層4内で均一に燃焼する。また、流動層ボイ1下部に設けられた燃料供給装置3より供給することにより、燃焼に必要な滞留時間を確保することができ、供給したごみの完全燃焼が可能となる。
【0023】
ごみ17は生ごみ等の種々の可燃廃棄物からなり発熱量が変動する。そのため、伝熱管5での蒸発量を一定に保持するには、供給するごみ17の量は、ごみの発熱量の変動によるボイラへの入熱量の変動の影響度合いを考慮し、石炭量の10%程度以下とするのがよい。
【0024】
流動層ボイラ1においては、伝熱管5が燃料の局所燃焼で焼損しないように、流動層4内の温度分布を均一にする必要があるので、燃料供給装置3は水平面内に複数個並べて配置されている。このとき、各燃料供給装置3の近傍に設置した層温度計12の温度がそれぞれ規定温度となるように、供給するごみ17の混入量を調整することにより、ごみの発熱量の違いによる燃焼特性の調整が可能となる。
【0025】
なお、本実施の形態では、燃料供給ポンプ10、燃料供給配管11および燃料供給装置3は主燃料供給系を、粉砕ごみ搬送配管27および粉砕ごみ供給ポンプ28は副燃料供給系をそれぞれ構成している。
【0026】
また、本実施の形態では、燃料供給配管11の1つにペースト状の粉砕ごみと分散空気を供給するようにしたが、複数の燃料供給配管11にペースト状の粉砕ごみと分散空気を供給して、同様の制御で流動層4内の層温度を均一に保持することも可能である。
【0027】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、流動層ボイラにおいて、ごみを燃料と混合させて、均一にしかも完全燃焼させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る流動層ボイラ装置の全体システムを示した構成図である。
【図2】ペースト状の燃料に粉砕ごみが混合される原理を示した説明図である。
【符号の説明】
1 流動層ボイラ
3 燃料供給装置
4 流動層
5 伝熱管
8 石炭
9 水
10 燃料供給ポンプ
11 燃料供給配管
12 層温度計
14 酸素濃度計
16 ごみ前処理設備
27 粉砕ごみ搬送配管
28 粉砕ごみ供給ポンプ
29 分散空気[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for operating a fluidized bed boiler apparatus and a fluidized bed boiler apparatus suitable for achieving uniform temperature distribution in a fluidized bed when combustible waste is burned in a fluidized bed boiler.
[0002]
[Prior art]
In a fluidized bed boiler apparatus, coal is combusted in a fluidized bed boiler, and the heat generated from the combustion heats a heat transfer tube installed in the boiler to generate steam in the heat transfer tube. In a fluidized bed boiler, it is necessary to make the temperature distribution in the fluidized bed uniform so that the heat transfer tube does not burn out due to local combustion of fuel. Generally, the fuel supplied to the fluidized bed boiler has a characteristic that it is difficult to disperse in the horizontal direction. For this reason, a plurality of fuel supply devices are arranged in the horizontal direction. The number of fuel supply devices is generally proportional to the cross-sectional area of the fluidized bed boiler.
[0003]
The supplied fuel is made into a paste by mixing coal and water so as not to burn before being dispersed in the fluidized bed, and is supplied to the fluidized bed boiler by a fuel supply pump. The amount of fuel supplied is controlled so that the temperature in the fluidized bed becomes a predetermined value in order to keep the generated steam in the heat transfer tube constant.
[0004]
The combustion air for burning the fuel uses the flowing air that is input to form the fluidized bed, and is supplied from the lower part of the boiler. The residual oxygen concentration in the combustion gas is measured by an oxygen concentration meter installed at the boiler outlet. The supply amount of the combustion air is controlled so that the residual oxygen concentration becomes a specified value, that is, the air-fuel ratio (ratio between the fuel flow rate and the combustion air flow rate) is constant.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, when burning garbage with a fluidized bed boiler, if only garbage is burned as fuel, the amount of heat generated fluctuates because garbage is mixed with non-burnable garbage such as garbage, and the amount of evaporation in the heat transfer tube Is difficult to keep constant.
[0006]
For this reason, it becomes indispensable to burn garbage in a fluidized bed boiler in combination with a fuel such as coal having a stable calorific value. However, if different types of coal and garbage are burned by such a combustion method, it is difficult to achieve a proper combustion state for each.
[0007]
An object of the present invention is to solve the above-described problems of the prior art and provide a fluidized bed boiler apparatus operating method and a fluidized bed boiler apparatus capable of stably burning garbage in a fluidized bed boiler. .
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the fluidized bed boiler operating method according to the present invention comprises a paste-like fuel obtained by kneading coal and water, combusting and mixing combustible waste, and mixing the mixed fuel. It is characterized by being supplied to a fluidized bed boiler and combusted.
[0009]
Further, the fluidized bed boiler operating method of the present invention is such that when the paste-like fuel obtained by kneading coal and water is burned in the fluidized bed boiler, the combustible waste that has been pulverized is compressed with compressed air. The mixed fuel is supplied to a fluidized bed boiler and burned.
[0010]
In a fluidized bed boiler, pulverized combustible waste (garbage) mixed with paste fuel obtained by mixing coal and water and supplied to the fluidized bed, combustible waste mixed with paste fuel Things spread evenly in the fluidized bed. As a result, local combustion is avoided in the fluidized bed, and combustion occurs uniformly. In this case, paste-like fuel mixed with combustible waste may be supplied to the lower part of the fluidized bed. In this way, it is possible to secure a residence time necessary for combustion of combustible waste, and it is possible to completely burn both coal and combustible waste.
[0011]
Dispersed air (compressed air) is supplied when mixing pulverized combustible waste with fuel in which coal and water are mixed in a paste. In this way, a space is formed in the paste-like fuel by the dispersed air, and the combustible waste pulverized pieces are replaced in the space, and good mixing with the paste-like fuel becomes possible. FIG. 2 shows a case where combustible waste is supplied to the paste-like fuel together with the dispersed air.
[0012]
Moreover, it is good to measure the temperature of several places in a fluidized bed, and to adjust the mixing amount of a combustible waste based on the measurement result. For example, the temperature of the fluidized bed is measured at a plurality of locations in the vicinity of each fuel supply device, the measured value is compared with the target value, and the mixing amount of the combustible waste to be supplied is adjusted. This makes it possible to adjust the combustion characteristics due to the difference in the calorific value of the combustible waste.
[0013]
Further, the fluidized bed boiler apparatus of the present invention is connected to a fluidized bed boiler, and a main fuel supply system for supplying paste-like fuel obtained by kneading coal and water to the fluidized bed boiler; A secondary fuel supply system connected to the middle of the fuel supply system and configured to supply pulverized combustible waste and compressed air to the main fuel supply system. Combustible waste supplied from a fuel supply system and compressed air are mixed, and the mixed fuel is supplied to the fluidized bed boiler through the main fuel supply system and burned. In addition, you may supply compressed air to the paste-like fuel obtained by mixing coal and water beforehand.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows an overall system of a fluidized bed boiler apparatus according to the present invention. As shown in FIG. 1, in the fluidized
[0015]
The fuel supplied from the fuel supply device 3 is supplied to the lower part of the fluidized bed 4 as a paste-like fuel by mixing water 9 with the coal 8 so as not to burn before being dispersed in the fluidized bed 4. . A fuel supply pipe 11 having a
[0016]
A plurality of
[0017]
When the garbage 17 which is combustible waste is burned in the
[0018]
The garbage 17 received by the garbage pretreatment facility 16 is generally packed in a bag, so that it is broken by the
[0019]
The process from the bag breaking to the secondary pulverization is the same as the general solid waste fuel production process, but a part of the equipment can be deleted depending on the nature of the accepted waste. In another apparatus, waste in the form of solid fuel can be used.
[0020]
One end of a pulverized waste transport pipe 27 is connected to the
[0021]
In the fuel supply pipe 11, paste-like fuel in which coal 8 and water 9 are mixed is present. When paste-like pulverized waste is supplied to the fuel supply pipe 11 together with the dispersed
[0022]
The mixed fuel of coal and waste is uniformly supplied from the fuel supply device 3 to the lower part of the fluidized bed 4, and does not burn locally but burns uniformly in the fluidized bed 4. Moreover, by supplying from the fuel supply device 3 provided in the lower part of the
[0023]
Garbage 17 consists of various combustible wastes, such as garbage, and the calorific value changes. Therefore, in order to keep the evaporation amount in the heat transfer tube 5 constant, the amount of the waste 17 to be supplied is 10% of the coal amount in consideration of the influence degree of the fluctuation of the heat input amount to the boiler due to the fluctuation of the heat generation amount of the waste. It is good to make it about% or less.
[0024]
In the
[0025]
In the present embodiment, the
[0026]
Further, in this embodiment, paste-like pulverized waste and dispersed air are supplied to one of the fuel supply pipes 11, but paste-like pulverized garbage and dispersed air are supplied to a plurality of fuel supply pipes 11. Thus, the bed temperature in the fluidized bed 4 can be kept uniform by the same control.
[0027]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in the fluidized bed boiler, it is possible to mix the waste with the fuel so that it can be burned uniformly and completely.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing an entire system of a fluidized bed boiler apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is an explanatory view showing the principle of mixing pulverized waste with paste-like fuel.
[Explanation of symbols]
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