JPH01168335A - Process for detecting state of fluidized bed - Google Patents

Process for detecting state of fluidized bed

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JPH01168335A
JPH01168335A JP32777087A JP32777087A JPH01168335A JP H01168335 A JPH01168335 A JP H01168335A JP 32777087 A JP32777087 A JP 32777087A JP 32777087 A JP32777087 A JP 32777087A JP H01168335 A JPH01168335 A JP H01168335A
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JP
Japan
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fluidized bed
state
pressure
fluidization
bed
Prior art date
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Pending
Application number
JP32777087A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tomio Suzuki
富雄 鈴木
Ryoichi Hirose
量一 広瀬
Hisai Ishizuka
石塚 久尉
Fubarinen Kai
カイ・フバリネン
Akihiro Morita
森田 明弘
Kazuaki Yano
和明 矢野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SHINKO PAIROPAWAA KK
Kobe Steel Ltd
Original Assignee
SHINKO PAIROPAWAA KK
Kobe Steel Ltd
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/1809Controlling processes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008Controlling the process
    • B01J2208/00539Pressure

Abstract

PURPOSE:To detect the state of fluidization in a fluidized bed easily, quantitatively, and on real time, by comparing the values of fluctuations in pressure in a fluidized bed with a reference value of fluctuation in pressure in a fluidized bed to detect the state of fluidization in the fluidized bed. CONSTITUTION:By conducting experiments in advance, reference values of fluctuations in pressure in a fluidized bed are preset corresponding to each state of fluidization in the fluidized bed of a fluidized bed apparatus 1. The values of fluctuation in pressure in the layer of the fluidized bed are detected by means of a pressure detector 10 to detect the state of fluidization of the fluidized bed by comparing the detected values with said preset values. As a result, the state of fluidization of the fluidized bed can be detected easily, quantitatively, and on real time as well. In this manner, control of a fluidized bed apparatus can be performed easily, precisely, and rapidly, manually or automatically.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、高速流動層燃焼の応用技術である循環流動層
ボイラ等における流動層の状態検知方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a method for detecting the state of a fluidized bed in a circulating fluidized bed boiler, etc., which is an application technology of high-speed fluidized bed combustion.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第5図に示すものは、従来の循環流動層石炭燃焼ボイラ
の概念図である。
What is shown in FIG. 5 is a conceptual diagram of a conventional circulating fluidized bed coal-fired boiler.

同図において、50は燃焼室であり、該燃焼室50には
流動化状態観察用覗き窓51や温度センサー52が設け
られている。該燃焼室50の底部に、燃料ホッパー53
や石灰石ホッパー54から微粉炭や石灰石が定量供給さ
れると共に、−次エアーファン55や二次エアーファン
56を介して空気が供給され、燃焼室50内で燃料炭が
燃焼する。
In the figure, 50 is a combustion chamber, and the combustion chamber 50 is provided with a viewing window 51 for observing the fluidization state and a temperature sensor 52. A fuel hopper 53 is provided at the bottom of the combustion chamber 50.
Pulverized coal and limestone are supplied in fixed quantities from a limestone hopper 54, and air is supplied via a secondary air fan 55 and a secondary air fan 56, so that fuel coal is combusted within the combustion chamber 50.

燃焼室50からの高温排ガスは、ホットサイクロン57
、過熱器58、集塵装置59を通り、ファン60により
煙突から大気に放出される。前記過熱器58において水
が加熱され蒸気が発生する。
The high temperature exhaust gas from the combustion chamber 50 is passed through the hot cyclone 57
, a superheater 58 , and a dust collector 59 , and is discharged into the atmosphere from a chimney by a fan 60 . Water is heated in the superheater 58 and steam is generated.

前記燃焼室50における燃料炭は、供給空気量によって
第6図に示す状態を呈する。即ち、燃焼室50底部の石
炭充填床へ整流板を通じて空気を圧送すると、空気が床
内を通過する速度(以下、「空塔速度」と云う)によっ
て第6図(1)から(7)の状態になる。
The fuel coal in the combustion chamber 50 exhibits the state shown in FIG. 6 depending on the amount of supplied air. That is, when air is pumped through the baffle plate to the coal-filled bed at the bottom of the combustion chamber 50, the speed of the air passing through the bed (hereinafter referred to as "superficial velocity") causes become a state.

第6図(1)に示す状態は、空塔速度が小さいときであ
り、燃料炭の粒子は見掛上静止しており、この状態を固
定層と云う。
The state shown in FIG. 6(1) is when the superficial velocity is small, the particles of fuel coal are apparently stationary, and this state is called a fixed bed.

第6図(2)に示す状態は、空塔速度が増大し、圧力損
失が燃料炭粒子全体重量とほぼつり合う流動開始速度以
上になると、燃料炭粒子は固体の溶融現象のように流動
運動を開始する。この状態を均一流動化と言う。
In the state shown in Fig. 6 (2), when the superficial velocity increases and the pressure drop reaches a flow start velocity that almost balances the entire weight of the thermal coal particles, the thermal coal particles begin to move as if they were melting a solid. Start. This state is called uniform fluidization.

第6図(3)に示す状態は、気泡流動化状態であり、空
塔速度が前記よりも更に大きくなると、層底部から気泡
が連続的に発生し、層内を上昇する。発生した気泡は層
内で合体を繰り返して層高とともに成長するが粒子密度
が小さく粒度分布の大きい粒子を使用した場合には、気
泡の合体と同時に分裂の頻度も大きくなるため、気泡径
が層内でほぼ一定となる。
The state shown in FIG. 6(3) is a bubble fluidization state, and when the superficial velocity becomes higher than the above, bubbles are continuously generated from the bottom of the bed and rise within the bed. The generated bubbles repeatedly coalesce within the layer and grow with the layer height. However, when particles with a small particle density and a large particle size distribution are used, the frequency of bubble splitting increases at the same time as the bubbles coalesce, so the bubble diameter increases with the layer height. It remains almost constant within

更に空塔速度を増大すると、第6図(4)で示すように
スラッギング流動化状態になる。この状態は、燃焼室径
(塔径)が小さく、層高が過大な流動層では気泡が塔径
まで成長し、層内を断続的に上昇して気泡流動化状態を
形成できなくなる状態を云う。
When the superficial velocity is further increased, a slugging fluidization state occurs as shown in FIG. 6(4). This condition refers to a state in which, in a fluidized bed where the combustion chamber diameter (column diameter) is small and the bed height is excessive, bubbles grow to the column diameter and rise intermittently in the bed, making it impossible to form a bubble fluidized state. .

更に空塔速度を増大すると、第6図(5)に示す乱流流
動化状態になる。即ち、気泡やスラップが崩壊し、粒子
が激しく運動する。
When the superficial velocity is further increased, the turbulent fluidization state shown in FIG. 6(5) is reached. That is, bubbles and slap collapse, and particles move violently.

前記乱流流動化領域からさらに空塔速度を上昇させ、粒
子循環量を増大させると、第6図(6)に示す高速流動
化状態になり、空間率(1−空間中に粒子が占める割合
)が0.8〜0.9になる。
If the superficial velocity is further increased from the turbulent fluidization region and the particle circulation amount is increased, the high-speed fluidization state shown in FIG. ) becomes 0.8 to 0.9.

更に空塔速度を増大すると、第6図(7)に示す希薄輸
送状態になり、粒子は気流に伴なって燃焼室外へ排出さ
れる。
When the superficial velocity is further increased, the thin transport state shown in FIG. 6 (7) is reached, and the particles are discharged out of the combustion chamber along with the airflow.

前記第6図の流動層の各状態は、粒子レイノズル数とア
ルキメデス数との関係によって区別することができ、第
7図は、粒子レイノズル数Repとアルキメデス数Ar
と各流動化状態との関係を示すグラフである。同図に使
用されている記号は次の通りである。
Each state of the fluidized bed in FIG. 6 can be distinguished by the relationship between the particle Raynozzle number and the Archimedes number, and FIG. 7 shows the relationship between the particle Raynozzle number Rep and the Archimedes number Ar.
It is a graph which shows the relationship between and each fluidization state. The symbols used in the figure are as follows.

Rep  ;  粒子レイノズル数 dp;  粒子径 2g ; 気体の密度 Uo:  気体の空塔速度 μ ; 気体の粘性係数 八r ; アルキメデス数 ρp ; 粒子の密度 g  ; 重力加速度 Fr;  フルード数(Fr=Ar/Re”)Dt; 
 流動層の塔径 ε ; 空間率 Remb i  気泡流動化開始レイノズル数Remf
 ;  均一流動化開始レイノズル数Reh  i  
乱流流動化開始レイノズル数前記循環流動ボイラにおい
ては、燃焼室50下部を気泡流動化状態とし、上部を乱
流〜高速流動化状態とし、更に、粒子密度を細かく制御
する事により燃焼状態(温度、過剰空気比等)を最適に
保っている。
Rep; Particle Reynozzle number dp; Particle diameter 2g; Gas density Uo: Gas superficial velocity μ; Gas viscosity coefficient 8r; Archimedes number ρp; Particle density g; Gravitational acceleration Fr; Froude number (Fr=Ar /Re”)Dt;
Fluidized bed column diameter ε; void ratio Remb i bubble fluidization start Ray nozzle number Remf
; Number of Rei nozzles at the start of uniform fluidization Reh i
Ray nozzle number to start turbulent fluidization In the circulating flow boiler, the lower part of the combustion chamber 50 is in a bubble fluidized state, the upper part is in a turbulent to high-speed fluidized state, and the combustion state (temperature) is controlled by finely controlling the particle density. , excess air ratio, etc.).

循環流動層以外の流動層装置においては、最適の流動状
態および粒子密度が存在する。従って、流動状態および
粒子密度を適正に保つ為に、流動状態および粒子密度を
検知し、それに応じて、−次エア量、二次エア量を制御
していた。
Optimal fluidization conditions and particle densities exist in fluidized bed devices other than circulating fluidized beds. Therefore, in order to keep the flow state and particle density appropriate, the flow state and particle density are detected and the amount of secondary air and the amount of secondary air are controlled accordingly.

従来、この流動状態を検知するのに、■目視または、テ
レビカメラ等を通した目視、■温度等の測定値から間接
的に検知する、方法が用いられていた。
Conventionally, methods have been used to detect this flow state, including (1) visual observation or visual observation through a television camera, and (2) indirect detection from measured values such as temperature.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

流動層装置においては、該装置を円滑に作動させるため
に、燃焼室(層)内の流動状態に応じ、燃料供給量、−
次エア量、二次エア量、給水量等を適宜制御しなければ
ならない。従って、層内の流動状態を迅速かつ正確に検
知することが必要である。
In a fluidized bed device, in order to operate the device smoothly, the amount of fuel supplied, -
The amount of secondary air, amount of secondary air, amount of water supply, etc. must be appropriately controlled. Therefore, it is necessary to quickly and accurately detect the flow conditions within the bed.

しかしながら、従来の目視による方法は、定量性に欠け
、観察者の主観が作用し、また、観察者の熟練を要する
等の問題点があった。
However, conventional visual inspection methods lack quantitative properties, are subject to the subjectivity of the observer, and require the observer's skill.

また、温度等から間接的に検知する方法は、応答性が悪
く、更に、他の要因によっても変化するため、層の流動
化状態を検知する方法としては精度に欠けると云う問題
があった。
In addition, the method of indirectly detecting the temperature or the like has poor responsiveness and also changes depending on other factors, so there is a problem that it lacks accuracy as a method for detecting the fluidized state of the layer.

そこで、本発明は、流動層の流動状態を容易に定量的に
、かつ、リアルタイムで検知することができる流動層の
状態検知方法を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a method for detecting the state of a fluidized bed that can easily detect the state of the fluidized bed quantitatively and in real time.

(問題点を解決するための手段〕 前記問題点を解決するために、本発明は、次の手段を講
じた。即ち、本発明の特徴とする処は、予じめ流動層装
置における流動層の各流動状態に対応した層内基準圧力
変動値を設定し、圧力検出手段により流動層の層内圧力
変動値を検出し、該検出値と前記設定値とを比較して流
動層の流動状態を検知する点にある。
(Means for Solving the Problems) In order to solve the above-mentioned problems, the present invention has taken the following measures.That is, the feature of the present invention is that the fluidized bed in the fluidized bed apparatus is A reference pressure fluctuation value in the bed corresponding to each flow state is set, a pressure detection means detects the bed pressure fluctuation value in the fluidized bed, and the detected value is compared with the set value to determine the flow state of the fluidized bed. The point is to detect.

[作 用] 本願発明者らは、流動層装置における流動層の圧力変動
と、各流動状態との間に密接な関係があることを各種実
験により見い出した。
[Function] The inventors of the present application have found through various experiments that there is a close relationship between pressure fluctuations in the fluidized bed in a fluidized bed apparatus and each fluidization state.

そこで、予じめ実験により、各流動状態における層内圧
力変動値を求め、この値をもって各流動状態を示す指標
とする。即ち、予じめ流動層装置における流動層の各流
動状態に対応した層内基準圧力変動値を設定する。
Therefore, the intrabed pressure fluctuation value in each flow state is determined in advance through experiments, and this value is used as an index indicating each flow state. That is, an in-bed standard pressure fluctuation value corresponding to each flow state of the fluidized bed in the fluidized bed apparatus is set in advance.

実操業において、圧力検出手段により流動層の実際の層
内圧力変動を測定する。この測定結果と、前記基準設定
値とを比較することにより、測定時の層内の流動状態を
知ることができる。
During actual operation, the actual pressure fluctuations in the fluidized bed are measured by the pressure detection means. By comparing this measurement result with the reference set value, it is possible to know the flow state within the bed at the time of measurement.

[実施例] 以下、本発明の実施例を図面に基づき説明する。[Example] Embodiments of the present invention will be described below based on the drawings.

第1図に示すものは、循環流動層石炭燃焼ボイラを模し
た流動層装置の概念図である。
What is shown in FIG. 1 is a conceptual diagram of a fluidized bed apparatus imitating a circulating fluidized bed coal-fired boiler.

同図において、1は燃焼室(層)であり、該燃焼室1の
下部に整流板2が設けられ、かつ燃焼灰取出口3が設け
られている。この整流板2上に燃料用微粉炭を供給する
ための燃料ホッパー4及びフィーダ5が設けられている
。整流板2下方の燃焼室壁面に一部エア供給バルブ6が
接続され、整流板2より上方の燃焼室壁面に二次エア供
給バルブ7が接続されている。二次エア供給バルブ7は
高さ方向に所定間隔をおいて3個設けられている。
In the figure, 1 is a combustion chamber (layer), and a baffle plate 2 is provided at the bottom of the combustion chamber 1, and a combustion ash outlet 3 is provided. A fuel hopper 4 and a feeder 5 are provided on the current plate 2 for supplying pulverized coal for fuel. An air supply valve 6 is partially connected to the wall surface of the combustion chamber below the current plate 2, and a secondary air supply valve 7 is connected to the wall surface of the combustion chamber above the current plate 2. Three secondary air supply valves 7 are provided at predetermined intervals in the height direction.

前記−次及び二次エア供給バルブ6.7は、エアヒータ
8を介してブロア9に接続されている。
The primary and secondary air supply valves 6.7 are connected to a blower 9 via an air heater 8.

前記整流板2より上方の燃焼室壁面に、燃焼室1内の圧
力を検出する圧力変動センサ10が設けられている。こ
のセンサ10は、高さ方向に所定間隔をおいて5個設け
られている。
A pressure fluctuation sensor 10 for detecting the pressure within the combustion chamber 1 is provided on the wall surface of the combustion chamber above the rectifying plate 2. Five sensors 10 are provided at predetermined intervals in the height direction.

前記各センサ10は、FFTアナライザ11に電気的に
接続されている。このFFTアナライザ11は演算手段
12及び記憶手段13に電気的に接続され、これらによ
り制御手段14が構成されている。この制御手段14は
、前記−次及び二次エア供給バルブ6.7に電気的に接
続され、これらバルブ6.7は制御手段14からの指令
により、その開度を自動制御される。
Each sensor 10 is electrically connected to an FFT analyzer 11. This FFT analyzer 11 is electrically connected to calculation means 12 and storage means 13, and these constitute control means 14. This control means 14 is electrically connected to the secondary and secondary air supply valves 6.7, and the opening degrees of these valves 6.7 are automatically controlled by commands from the control means 14.

前記燃焼室1の上部にダクト15を介してホットサイク
ロン16が接続され、該ホットサイクロン16の下部は
ダウンカマー17及びループシール18を介して燃焼室
1の下部に連通し、燃焼室1とホットサイクロン16間
に循環路が形成されている。
A hot cyclone 16 is connected to the upper part of the combustion chamber 1 through a duct 15, and the lower part of the hot cyclone 16 communicates with the lower part of the combustion chamber 1 through a downcomer 17 and a loop seal 18, and the hot cyclone 16 is connected to the upper part of the combustion chamber 1 through a duct 15. A circulation path is formed between the cyclones 16.

前記ホットサイクロン16の頂部には排ガス排出用ダク
ト19が接続され、該ダクト19にガスクーラ20、バ
グフィルタ21、ファン22及び煙突がこの順序で接続
されている。
An exhaust gas discharge duct 19 is connected to the top of the hot cyclone 16, and a gas cooler 20, a bag filter 21, a fan 22, and a chimney are connected in this order to the duct 19.

尚、燃焼室1には、燃焼室内の温度を測定するサーモカ
ンプル23が設けられ、また、燃焼ガスを分析するガス
アナライザ24が接続され、これらサーモカップル23
やガスアナライザ24はデイタロシガー25に接続され
ている。このデイタロツガ−25も前記制御手段14の
一部を構成している。
The combustion chamber 1 is provided with a thermocouple 23 that measures the temperature inside the combustion chamber, and a gas analyzer 24 that analyzes combustion gas is connected.
The gas analyzer 24 is connected to the data logger 25. This data logger 25 also constitutes a part of the control means 14.

前記流動層装置において、燃焼室1内の各種流動化状態
に対応する圧力変動を実験により予じめ求める。
In the fluidized bed apparatus, pressure fluctuations corresponding to various fluidization states in the combustion chamber 1 are determined in advance through experiments.

まず、燃料ホッパー4内の石炭をフィーダ5により切り
出して整流板2上に所定量堆積させ、−次エア供給バル
ブ6及び二次エア供給バルブ7を適宜開閉して、燃焼室
1内にエアーを供給して、石炭を燃焼させると共に、各
種の流動化状態を積極的に作る。そして、各種流動状態
における燃焼室1内の圧力変動をセンサ10により検出
する。
First, coal in the fuel hopper 4 is cut out by the feeder 5 and deposited in a predetermined amount on the rectifying plate 2, and the secondary air supply valve 6 and the secondary air supply valve 7 are opened and closed as appropriate to supply air into the combustion chamber 1. supply, burn the coal, and actively create various fluidized states. The sensor 10 detects pressure fluctuations within the combustion chamber 1 in various flow states.

第2図に示すものは、センサ10で測定された圧力振動
信号をFFTアナライザ11で分析して求めた圧力振動
の周波数スペクトルである。第2図(1)は単段燃焼(
空気比1.2 )、同図(2)は二段燃焼(−次空気比
015)のときを示し、各図の上段は層上部(層成から
4.4m) 、下段は層下部(層成から0.4m)の位
置でのデータである。
What is shown in FIG. 2 is a frequency spectrum of pressure vibration obtained by analyzing the pressure vibration signal measured by the sensor 10 with the FFT analyzer 11. Figure 2 (1) shows single-stage combustion (
(air ratio 1.2), figure (2) shows the case of two-stage combustion (-stage air ratio 015). This is data at a position 0.4 m from the center.

ここで単段燃焼とは二次エア供給バルブ7を閉じ、−次
エア供給バルブ6のみからエアを供給する燃焼を言い、
二段燃焼とは、−次及び二次エア供給バルブ6.7を共
に開いてエアを供給する燃焼を言う。
Here, single-stage combustion refers to combustion in which the secondary air supply valve 7 is closed and air is supplied only from the secondary air supply valve 6.
Two-stage combustion refers to combustion in which air is supplied by opening both the secondary and secondary air supply valves 6.7.

また空気比とは、空気量を示す単位として用いられ、供
給した燃料をすべて燃焼させるのに必要な空気量を1と
したときの比である。通常の燃焼炉では、−次空気比十
二次空気比を1.2程度で用いる。従って、0.2の空
気が過剰分となる。
The air ratio is used as a unit to indicate the amount of air, and is the ratio when the amount of air required to burn all of the supplied fuel is set to 1. In a normal combustion furnace, a 12th order air ratio is used at about 1.2. Therefore, there is an excess of 0.2 air.

本実施例においても空気比は1.2を用いており、従っ
て、−次空気比(Prjmary air ratio
) 1.2とあるのは、二次空気比が0、即ち、単段燃
焼を意味する。また、−次空気比0.5とあるのは、二
次空気比が0.7で二段燃焼であることを意味する。
In this example as well, the air ratio is 1.2, and therefore the -order air ratio (Prjmary air ratio
) 1.2 means that the secondary air ratio is 0, that is, single-stage combustion. Further, the secondary air ratio of 0.5 means that the secondary air ratio is 0.7 and two-stage combustion is performed.

今ここで、−次空気比が決まれば、層下部における気体
(空気)速度が決まるので、第7図における粒子レイノ
ズル数(Rep)及びアルキメデス数(Ar)が決まり
、第7図を読むことにより、層下部の流動層の状態を知
ることができる。
Now, if the -order air ratio is determined, the gas (air) velocity at the bottom of the layer is determined, so the particle Reynozzle number (Rep) and Archimedes number (Ar) in Figure 7 are determined, and by reading Figure 7, , the state of the fluidized bed at the bottom of the bed can be known.

即ち、−次空気比1.2の単段燃焼では、層下部では乱
流流動層であり、−次空気比0.5の二段燃焼では、気
泡流動層であることが判る。
That is, it can be seen that in single-stage combustion with a negative air ratio of 1.2, there is a turbulent fluidized bed at the bottom of the bed, and in two-stage combustion with a negative air ratio of 0.5, there is a bubbly fluidized bed.

一方、層上部は、単段燃焼も二段燃焼も共に空塔速度が
等しいため、層上部においては、RapもArも同じで
あるから、同じ流動状態である。
On the other hand, in the upper part of the bed, both the single-stage combustion and the two-stage combustion have the same superficial velocity, so Rap and Ar are the same in the upper part of the bed, so the flow state is the same.

さて、第2図に戻って考察すると、層上部は単段燃焼も
二段燃焼も圧力振動周波数のピークが5〜6Hzにあり
、同じである。一方、層下部は、単段燃焼の場合(第2
図(1)) 、周波数ピークが2〜6tlzにあるのに
対し、二段燃焼の場合(第2図(2))、1〜2tlz
にあり、両者は相違している。
Now, returning to FIG. 2 and considering, in the upper part of the bed, the peak of the pressure oscillation frequency is the same at 5 to 6 Hz in both the single-stage combustion and the two-stage combustion. On the other hand, in the case of single-stage combustion (second
In Figure (1)), the frequency peak is between 2 and 6 tlz, whereas in the case of two-stage combustion (Fig. 2 (2)), the frequency peak is between 1 and 2 tlz.
, and the two are different.

このことは、同じ流動状態であれば、圧力振動周波数ス
ペクトルの特性は同じであり、流動状態が異なれば圧力
振動周波数スペクトルの特性が異なることを意味してい
る。
This means that if the flow state is the same, the characteristics of the pressure vibration frequency spectrum are the same, and if the flow state is different, the characteristics of the pressure vibration frequency spectrum are different.

しかして、空気比を変えることにより、各種流動状態を
作り、そのときの圧力振動周波数特性を求めることによ
り、各圧力振動周波数特性に応じて、各流動状態を対応
させることができる。
Therefore, by creating various flow states by changing the air ratio and determining the pressure oscillation frequency characteristics at that time, each flow state can be made to correspond to each pressure oscillation frequency characteristic.

この様にして、実験により、各流動状態に対応する圧力
振動周波数特性を求め、これを基準値として記憶手段1
3に記憶させておく。
In this way, the pressure oscillation frequency characteristics corresponding to each flow state are determined through experiments, and this is used as a reference value in the storage means 1.
Please remember it in 3.

そして、実操業において、センサ10により測定した圧
力変動値をFFTアナライザ11で解析し、演算手段1
2により、前記記憶手段13の基準設定値と比較するこ
とにより、その時の燃焼室1の流動状態を定量的に知る
ことができ、これにより、最適流動状態になるよう一次
及び二次エア供給バルブ6.7を制御する。
In actual operation, the pressure fluctuation value measured by the sensor 10 is analyzed by the FFT analyzer 11, and the calculation means 1
2, it is possible to quantitatively know the flow state of the combustion chamber 1 at that time by comparing it with the reference set value in the storage means 13, and thereby adjust the primary and secondary air supply valves to achieve the optimum flow state. 6.7.

第3図に示すものは、センサ10で測定された圧力振動
信号をFFTアナライザ11で分析して求めた圧力振動
のパワーを示す。このパワーは、各周波数までのエネル
ギ密度■2の積分値である。
What is shown in FIG. 3 shows the power of the pressure vibration obtained by analyzing the pressure vibration signal measured by the sensor 10 with the FFT analyzer 11. This power is an integral value of the energy density 2 up to each frequency.

第3図においては、横軸に4通りの一次空気比(1,2
,1,0,0,7,0,5)をとり、5通りの層内高さ
(層成から0.4.0.9.1.4.2.4.4.4m
)に対応するパワーの変化を示している。この図から、
層下部(0,4,0,9m)では、−次空気比の減少(
1,2→0.7)に対し、パワーが増加しているのに、
層中上部(1,4,2,4,4,4m)では、−次空気
比の減少(1,2→0.5)に対してパワーが減少して
いることが判る。
In Figure 3, the horizontal axis shows four primary air ratios (1, 2
.
) shows the change in power corresponding to From this figure,
At the bottom of the layer (0, 4, 0, 9 m), the -order air ratio decreases (
1,2 → 0.7), although the power is increasing,
It can be seen that in the upper part of the layer (1, 4, 2, 4, 4, 4 m), the power decreases as the -order air ratio decreases (1, 2→0.5).

一方、第4図は、層内の粒子密度分布を実測した結果で
ある。横軸に粒子密度、縦軸に層成からの高さを示し、
−次空気比1.2.1.0.0.7.0.5の4条件に
対して粒子密度の変化を示している。
On the other hand, FIG. 4 shows the results of actually measuring the particle density distribution within the layer. The horizontal axis shows the particle density, the vertical axis shows the height from the stratification,
The figure shows the change in particle density for four conditions: −-order air ratio 1.2.1.0.0.7.0.5.

この図から、層下部では、−次空気比の減少(1,2→
0.7)に対し、粒子密度が増加しているのに対し、層
中上部では一次空気比の減少(1,2→0.5)に対し
、粒子密度が減少していることが判る。
From this figure, it can be seen that at the bottom of the layer, the -order air ratio decreases (1, 2→
0.7), the particle density increases, whereas in the upper part of the layer, the particle density decreases as the primary air ratio decreases (1,2 → 0.5).

今、この第4図と前記第3図とを対比すると、圧力変動
のパワーと粒子密度とが対応関係にあることが判る。
Now, by comparing this FIG. 4 and the above-mentioned FIG. 3, it can be seen that there is a correspondence between the power of pressure fluctuation and the particle density.

従って、圧力振動のパワーを測定することにより層内の
粒子密度を検出することができる。この粒子密度は、各
流動状態に対応するものであるがら、圧力振動のパワー
→粒子密度→流動状態を知ることができる。
Therefore, by measuring the power of pressure oscillations, the particle density within the layer can be detected. Although this particle density corresponds to each flow state, it is possible to know the power of pressure vibration → particle density → flow state.

尚、本発明は、前記実施例に限定されるものではない。Note that the present invention is not limited to the above embodiments.

〔発明の効果] 層の流動状態の変化は圧力振動の変化として表われる。〔Effect of the invention] Changes in the flow state of the bed appear as changes in pressure oscillations.

従って、圧力振動を測定する事により層の流動状態を容
易に定量的にかつリアルタイムで検知できる。この事に
より流動層装置の制御が手動又は自動で容易に迅速かつ
正確に実現できる。
Therefore, by measuring pressure vibrations, the flow state of the bed can be easily detected quantitatively and in real time. This allows the fluidized bed apparatus to be controlled easily, quickly and accurately, either manually or automatically.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明方法に用いる流動層装置の概略構成図、
第2図は圧力振動周波数スペクトルを示す図、第3図は
圧力振動のパワーを示す図、第4図は層内の粒子密度分
布を示す図、第5図は従来の流動層装置を示す概念図、
第6図は各種流動状態を示す説明図、第7図は流動化状
態図である。 1・・・燃焼室、6・・・−次エア供給バルブ、7・・
・二次エア供給バルブ、10・・・圧力検出手段(セン
サ)、14・・・制御手段。 特 許 出 願 人  神鋼パイロパワー株式会社同 
  上  株式会社神戸製鋼所 P−イtp
FIG. 1 is a schematic diagram of a fluidized bed apparatus used in the method of the present invention;
Figure 2 shows the pressure oscillation frequency spectrum, Figure 3 shows the power of pressure oscillations, Figure 4 shows the particle density distribution in the bed, and Figure 5 shows the concept of a conventional fluidized bed device. figure,
FIG. 6 is an explanatory diagram showing various fluidization states, and FIG. 7 is a fluidization state diagram. 1... Combustion chamber, 6... Secondary air supply valve, 7...
- Secondary air supply valve, 10... pressure detection means (sensor), 14... control means. Patent applicant: Shinko Pyro Power Co., Ltd.
1 Kobe Steel, Ltd. P-ITP

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)予じめ流動層装置における流動層の各流動状態に
対応した層内基準圧力変動値を設定し、圧力検出手段に
より流動層の層内圧力変動値を検出し、 該検出値と前記設定値とを比較して流動層の流動状態を
検知することを特徴とする流動層の状態検知方法。
(1) Set in advance an intra-bed standard pressure fluctuation value corresponding to each flow state of the fluidized bed in the fluidized bed apparatus, detect the intra-bed pressure fluctuation value of the fluidized bed by a pressure detection means, and combine the detected value with the above-mentioned A method for detecting the state of a fluidized bed, comprising detecting the state of the fluidized bed by comparing the state with a set value.
JP32777087A 1987-12-23 1987-12-23 Process for detecting state of fluidized bed Pending JPH01168335A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009198096A (en) * 2008-02-22 2009-09-03 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Circulating fluidized bed combustion furnace

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009198096A (en) * 2008-02-22 2009-09-03 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Circulating fluidized bed combustion furnace

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