JPH03279701A

JPH03279701A - 循環流動床ボイラ

Info

Publication number: JPH03279701A
Application number: JP7557690A
Authority: JP
Inventors: Yukihisa Fujima; 藤間　幸久; Kenji Tagashira; 健二田頭; Seiichi Oome; 大目　誠一; Koji Hasegawa; 孝司長谷川; Toshio Haneda; 羽田　壽夫; Shigekatsu Ichimura; 市村　重勝
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1990-03-27
Filing date: 1990-03-27
Publication date: 1991-12-10

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、流動層式の外部熱交換器を備えている循環流
動床ボイラに関する。

従来の技術この種の循環流動床ボイラの従来例として、例えば第３
図に示されるようなものがある。

第３図において、１は縦に長い流動層式の燃焼炉であり
、周囲は水管壁２で構成され、その底部には流動層３を
形成するための空気４を吹き込むための風箱５及び空気
分散板６が設けられている。

そして、燃焼炉１の下部側壁には耐火材７か内張され、
燃焼炉１のこの耐火側内張り部分における」一部分に燃
料８を供給する燃料供給管９が設けられている。

また、燃焼炉１の」一部に設けられている排ガス出口Ｉ
Ｏに煙道１１を介してサイクロン１２が接続されている
。そして、このサイクロン１２の底部に、下降管１３を
介して流動層式の外部熱交換器１４が接続されている。

この外部熱交換器１４は、燃焼炉１の下部側壁に形成し
た開口部１５を介して燃焼炉１内と連通され、かつその
流動層１６中には層内伝熱管（冷却管）１７を有すると
ともに、流動層１６を形成するための空気１８を吹き込
むための風箱１９及び空気分散板２０が設けられている
。

以上述べた構成において、燃焼炉１の底部から空気４が
風箱５及び空気分散板６を通して燃焼炉１内に吹き込ま
れて流動層３が形成され、これにより燃料供給管９を通
して燃焼炉１内に供給された燃料８が流動状態で燃焼さ
せられる。そして、この燃焼により発生した燃焼排ガス
は、燃焼炉１内を上昇し、それから排ガス出口１０及び
煙道１１を経てサイクロン１２へ導入されて、灰分等の
粒子か取り除かれ、これによりクリーンな排ガス２１と
なって煙突（図示せず）から大気中へ排出される。

一方、サイクロン１２で排ガスから分離された灰分等の
粒子は、下降管１３を通して外部熱交換器１４内の流動
層１６へ投入され、層内伝熱管１７内を流れる流体と熱
交換し、その後開口部１５を通して燃焼炉１の流動層３
へ戻され、これにより粒子の循環がなされる。

発明が解決しようとする課題第４図は、循環流動床ボイラにおける負荷を変える時の
通気量と炉底部（第３図に示した燃焼炉１における耐火
材７内張り部）の温度との関係を示す。

第４図に示すように、全負荷ａより負荷を低下させる場
合、通気量が限界通気量すより多い間は、燃焼炉１内の
粒子が炉上部でまで吹き上げられ、更に煙道１１を経て
サイクロン１２に捕集され、外部熱交換器１４内に投入
される。そして、この外部熱交換器１４では、粒子は層
内伝熱管１７で冷却され、開口部１５を通して燃焼炉１
の流動層３へ戻される。

しかして、燃焼炉１の上部では、投入される燃料８の燃
焼熱と外部熱交換器１４からの低温粒子の加熱とが等し
くなるような温度となる。そして、この温度は燃料の燃
焼に適した値に計画されている。

ところが、負荷が減少し、限界通気量すに見合う負荷Ｃ
以下にしようとする場合、次のような問題があった。

（１）粒子の循環を維持しようとすれば、燃料量（負荷
に比例）に比して、通気量が多くなりすぎ、炉温の維持
が困難となり、失火ｄすることになる。

（２）通気量を限界ｍｂより低下せしめると、粒子　− が燃焼炉１の上部に運ばれなくなり、その結果炉上部の
水管壁２部分及び外部熱交換器１４が働かなくなって、
炉下部の温度が高くなり、燃料中の灰の溶融ｅを生じ、
炉の正常な運転を損なうことになる。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、限
界通気量に見合う負荷より更に低い負荷でも、適切な燃
焼温度を維持し、かつ発生した燃焼熱を外部熱交換器で
吸収活用でき得る循環流動床ボイラを提供することを目
的とする。

課題を解決するための手段上記の目的を達成するために、本考案は、縦に長い流動
層式の燃焼炉と、この燃焼炉の排ガス出口に接続したサ
イクロンと、このサイクロンの底部に接続されると共に
前記燃焼炉の下部側壁に形成した開口部を介して燃焼炉
内と連通ずる流動層式の外部熱交換器とを包含し、この
外部熱交換器は層内伝熱管を有してなる循環流動床ボイ
ラにおいて、前記燃焼炉における流動層と前記外部熱交
換器における流動層との間を接続する粒子循環通路を設
け、この粒子循環通路の最下部を屈曲部とすると共に、
この屈曲部に気体供給手段を接続したものである。

作用上記の手段によれば、粒子循環通路の屈曲部から供給す
る気体の流量を調整することによって、粒子循環量を変
えることにより、限界通気量に見合う負荷より更に低い
負荷でも、適切な燃焼温度を維持し、かつ発生した燃焼
熱を外部熱交換器で吸収活用できる。

実施例以下第１図及び第２図を参照して本発明の実施例につい
て詳述する。なお、これらの図において、第３図に示し
たものと同一の部分には同一の符号を付して、その詳細
な説明は省略する。

第１図は本発明の第１実施例を示し、流動層式の燃焼炉
１における流動層３と流動層式の外部熱交換器１４にお
ける流動層１６との間は、本発明にしたがって粒子循環
通路３０によって接続されている。

この粒子循環通路３０は、本実施例によれば、次のよう
な構成とされている。

すなわち、燃焼炉１における空気分散板６の」二部より
第１の粒子循環管３１が炉内から炉外へ下向きに傾斜し
て延びて設けられている。また、第２の粒子循環管３２
の」１端３２′が外部熱交換器１４の頂部に開口して層
内伝熱管１７と対面し、それから逆Ｕ字状に延びて下向
きに真直に延びるように設けられている。そして、これ
らの第１と第２の粒子循環管３１と３２とは最下部にお
いて屈曲部３３を介して接続されている。この屈曲部３
３の底部には、本発明にしたがって気体供給手段４０が
接続されている。

この気体供給手段４０は、本実施例によれば、次のよう
な構成とされている。

すなわち、第１と第２の粒子循環管３１と３２との間の
屈曲部３３の底部には空気分散板４１及び風箱４２が設
けられ、風箱４２には流動化用空気管４３が接続され、
また粒子吹き上げ用空気管４４が風箱４２を貫通して空
気分散板４１まで延び屈曲部３３内の第２の粒子循環管
３２側部分に多少突出するように接続されている。

以上述べた構成において、負荷を第４図に示す限界点Ｃ
以下にする場合、通気量も負荷の減少とともに限界値す
以下に調整する。そして、これと同時に、流動化用空気
管４３及び粒子吹き」二げ用空気管４４の各空気量を調
整することにより、燃焼炉１の流動層３における粒子の
一部分を、第１の粒子循環管３１を通して下降させ、そ
れから空気管４４から供給される空気により吹き上げて
、第２の粒子循環管３２を通して」−昇させ、その上端
開口部３２′から外部熱交換器１４内の層内伝熱管１７
上に散布してその流動層１６中に戻される。そして、こ
の戻された粒子の量だけ、外部熱交換器１４の流動層１
６中の粒子が矢印５０で示すように開口部１５を通して
あふれでて、燃焼炉１内の流動層３に循環される。

第２図は、本発明の第２実施例を示す。

本実施例は、第１図に示した第１実施例における第２の
粒子循環管３２の上端開口３２′　は外部熱交換器１４
の頂部に下向きに開口して、燃焼炉１の流動層３か外部
熱交換器１４の流動層１６にいわば間接的に接続されて
いるのに代えて、第２の粒子循環管３２の」１端開口３
２′を外部熱交換器１４の風箱１９及び空気分散板２０
を貫通して流動層１６の底部に」−向きに開口させ、こ
れにより燃焼炉１の流動層３を外部熱交換器１４の流動
層１６に直接的に接続したものである。

したがって、本実施例によれば、粒子の循環方向を第１
実施例とは逆にすることができ、第２の粒子循環管３２
を粒子下降管とし、第１の粒子循環管３１を粒子上昇管
とすることができる。そして、この場合には、流動化用
空気管４３及び粒子吹き」二げ用空気管４４の取イ」け
位置も第１図の場合と逆にし、粒子吹き上げ用空気管４
４が屈曲部３３内の第１の粒子循環管３１側部分に多少
突出するように接続される。

発明の効果以」二連へたように、本発明によれば、流動層式の外部
熱交換器を備えている循環流動床ボイラにおいて、限界
点以下の負荷においても、通気量を低減させることによ
り燃焼炉の底部温度を安定燃焼温度以上に維持し、余剰
の熱は粒子を外部熱交換器の流動層に粒子循環通路及び
炉側壁の開口部を通して循環させて層内伝熱管に与える
ことができる。そして、この粒子循環量は、層内伝熱管
の出力に適合するように粒子循環通路に供給する気体の
流量調整で制御し、燃料量は炉下部の温度が安定燃焼に
適するよう調整する。こうすることにより、循環流動床
ボイラにおける安定な運転が可能な負荷範囲を拡張し得
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による循環流動床ボイラの一例を示す縦
断面図、第２図はその変形例を示す要部の縦断面図、第
３図は従来例を示す縦断面図、第４図は通気量と炉底温
度との関係線図である。１・・燃焼炉、３・・流動層、１０・・排ガス出口、１
２・・サイクロン、１４・・外部熱交換器、１５・・開
口部、１６・・流動層、１７・・層内伝熱管、３０・・
粒子循環通路、３１．３２・・粒子循環管、３３・・屈
曲部、４０・・気体供給手段、４３・・流動化用空気管
、４４・・粒子吹き上げ用空気管。

Claims

【特許請求の範囲】

縦に長い流動層式の燃焼炉と、この燃焼炉の排ガス出口
に接続したサイクロンと、このサイクロンの底部に接続
されると共に前記燃焼炉の下部側壁に形成した開口部を
介して燃焼炉内と連通する流動層式の外部熱交換器とを
包含し、この外部熱交換器は層内伝熱管を有してなる循
環流動床ボイラにおいて、前記燃焼炉における流動層と
前記外部熱交換器における流動層との間を接続する粒子
循環通路を設け、この粒子循環通路の最下部を屈曲部と
すると共に、この屈曲部に気体供給手段を接続したこと
を特徴とする循環流動床ボイラ。