JPH04124505A - 加圧流動層燃焼炉の層高制御方法 - Google Patents

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〕 本発明はガスタービン、スチームタービンなどを駆動し
て複合発電を行う石炭の加圧流動層燃焼炉に関し、特に
負荷変動に対応するための流動層高制御装置を備えた加
圧流動層燃焼炉に関する。

〔従来技術〕

従来の加圧流動層燃焼炉では流動層高を増減して負荷変
換に対応するようになっている。すなわち、負荷の減少
に対しては燃焼炉内の流動媒体を炉内から抜き出して別
夏きの媒体容器に貯蔵し、逆に負荷の増加に対しては上
記の媒体容器から流動媒体を炉内に供給している伝熱管
の埋没深さを変化し、伝熱面積を増減して薫気の発生量
を変化している。

従来、例えば特開平１−２１７１０８号には、流動媒体
を炉内から媒体容器に抜き出すために端部を流動層燃焼
炉の底部に開口し、他の端部を燃焼炉空塔部に貫通して
媒体容器上部のダスト分離機に開孔した媒体の唆引導管
を設けて流動層燃焼炉と媒体容器を連結し、更に媒体容
器を流動層燃焼炉より圧力の低い加圧容器外部空間とバ
ルブを有する導管を介して接続した手段が示されている
。

この手段において、貯蔵容器と外部空間を結ぶ導管のバ
ルブを調整して開くことによって貯蔵容器内の圧力が燃
焼炉内より低くなり、吸引導管づ遣って燃焼炉内のガス
とともに流動媒体が炉内娘体容器内へ抜き出される。

Ｃ発明が解決しようとする課題〕 しかしながらこの発明によれば、媒体容器内において流
動媒体が溶融、アグロメレーション化するという問題が
発生している。これは流動媒体の燃焼炉への供給のため
に設けられた媒体容器下部の導管から流動媒体が酸素濃
度の高いガス及び未燃石炭粒子を伴って貯蔵容器内に逆
流し、未燃石炭粒子が容器内に貯蔵された状態で断熱的
に燃焼して、過度に温度上昇して流動媒体が熔融したも
のと推定される。

また、燃焼炉から吸引された炉内ガスは微細な媒体粒子
を除去して加圧容器外部空間に排出されるが、除去のた
めのサイクロンあるいはフィルタを媒体容器または吸引
導管端に設ける必要があり設備費が増加する問題がある
。

更に、貯蔵容器と外部空間を結ぶ導管のバルブを調整し
て燃焼炉内の媒体粒子を定量的に抜き出すごとは、燃焼
炉内及び媒体容器内の圧力が１０ｋｇ／ｃｍ２以上と高
いことから困難な問題もある。

本発明は蒸気の従来方法の欠点を解決し、流動層燃焼炉
からの粒子抜き出し及び媒体容器からの粒子移送を負荷
変化速度に対応して精度よく調節することのできる流動
層高の制御方法及び装置を備えた加圧流動層燃焼炉を提
案するものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上記の問題点を解決するために、燃焼炉内から
媒体容器に粒子を移送するしバルブに差圧計を設け、そ
の差圧計の信号を媒体粒子抜き出し管のエアレーション
ガスのコントロールバルブと連動する。さらに媒体容器
下部のしバルブに差圧針を設置し、その差圧計の信号か
ら媒体容器内の媒体粒子移送量を算出し、Ｌパルプのエ
アレーションガス量を調整する。

〔作用〕

Ｌバルブに設けた差圧計でＬバルブを流れる媒体粒子の
流量が連続的に検知される。Ｌバルブの差圧は媒体粒子
流量に比例し、また、Ｌバルブの粒子流量はＬバルブの
エアレーションガス量で容易に調節でき、Ｌパルプのエ
アレーションガス量を増加することで粒子流量は増加す
ることができる。従って、Ｌバルブの差圧針の信号を操
作量としてエアレーションガスのコントロールバルブを
作動することにより媒体粒子流量を常に一定で制御する
ことができる。

〔発明の実施例〕

第１図に本発明の実施例を示す。同図に示すように１．
流動層燃焼炉１、媒体容器ＩＩ、サイクロン４１、及び
本発明の係わる媒体輸送管、機器は圧力容器１０１に収
納される。この流動層燃焼炉１にはその底部に空気８の
分散板２が設けられ、その上に流動媒体が充填される。

該流動媒体は分散板２を通って供給された燃焼用空気８
によって気泡７を発生して流動層を形成する。石炭１ｏ
は給炭管９によって流動層内に供給され燃焼される。

流動層内には伝熱管４が配列され、燃焼熱を吸収してス
チームを発生する。なお、分散板２、伝熱管４、給炭管
９については模式的に示したもので本発明を限定したも
のではない。

流動層燃焼炉１の側壁底部には移動層下降管２１が開孔
して設けられ、下降管２１は傾斜状態から垂直方向に延
長されＬバルブ２２となる。Ｌバルーブ２２には、コン
トロールバルブ２４を通ってエアレーションガス２６が
供給される。Ｌバルブ２２のベンド部には差圧計３５が
設置されＬバルブ２２の差圧を連続的に検知し、該差圧
の信号は制御箱３６に連結されている。制御箱３６では
差圧の信号を演算処理して、Ｌバルブ２２のコントロー
ルバルブ２４に信号が伝送できる構造になっている。

Ｌバルブ２２から媒体容器１１の空塔部Ｉ３に気流輸送
管ｒ３が接続され、その下端からはバルブ２５を通って
気流輸送ガス２７が供給される。

媒体容器１１はその下端が円錐状に絞られ、移動層管１
４となり、さらにＬバルブ１５となり流動層燃焼炉１の
側壁底部に開孔して接続される。Ｌバルブエ５のベンド
部には差圧計３７が設置されＬバルブ１５の差圧を連続
的に検知し、該差圧の信号は制御箱３６に連結されてい
る。制御箱３６は差圧の信号を演算処理しＬバルブ１５
のコントロールバルブ２５に信号を送る。媒体容器１１
には、流動層燃焼炉ｌから抜き出された流動媒体１２が
蓄積される。燃焼炉空塔部６、媒体容器空塔部１３はバ
ルブ３２を備えた導管３１で接続される。また、燃焼炉
空塔部６にはサイクロン４１が接続され、燃焼ガス中の
微粒子が除去されてクリーンなガス４４として次工程の
ガスタービンに供給される。分離された微粒子は導管４
２を通って系外に排出される。

上記の装置において、燃焼炉の圧力はｌＯ〜２０気圧、
燃焼温度は８００〜９００℃、燃焼炉の空塔ガス速度は
０．５〜１．５ｍ／ｓ−の範囲が採用される。流動媒体
及び層内脱硫剤として最大径３ｍｍ程度の石炭石粒子が
用いられる。

スチーム発生量の制御は次のようにして行うことができ
る。例えば流動層が伝熱管４群をすべて埋没させる高さ
にある状態から流動媒体を移動層下降管２１、Ｌバルブ
２２、気流輸送管２３を通して媒体容器１１に抜き出し
、移送すると燃焼炉内の流動層高さは５′の位Ｗに減少
し、伝熱管４群の一部が流動層５′から露出し、流動層
内に埋没した伝熱面積が低下してスチーム発生量を減少
させることができる。逆に、燃焼炉内の流動層が５′の
状態から媒体容器１１内の流動媒体１２を移動層１４、
Ｌバルブ１５を通して流動層燃焼炉１に戻すことによっ
て、伝熱管４群をある水準まで流動層に埋没させて伝熱
面積を増減させスチーム発生量を所望に増加させること
ができる。

以上のようにして負荷変化を行うが、本発明によれば層
高変化を一定速度で安定に行うことができる点にある。

例えば、負荷を低下する際、燃焼炉から流動媒体を移動
層下降管２１、Ｌバルブ２２、気流輸送管２３を通って
媒体容器２５に移動するが、その媒体粒子量はＬバルブ
２２に設けた差圧計３５の信号で推定できる。

第２図は、Ｌバルブの圧力損失とＬバルブを流れる媒体
粒子流量の関係を示したものである。Ｌバルブを流れる
媒体粒子の流量はＬバルブの圧力損失で充分推定可能で
ある。また、抜き出す媒体粒子流量はＬバルブのエアレ
ーションガス量の調整で行うことができる。第３図にＬ
バルブのエアレーションガス量と媒体粒子量の関係を示
す。

実際の制御方法は次の手順で行われる。負荷変化（低下
）が開始されると燃焼炉内の層高が低下しＬバルブ２２
の上部のシールゾーンが短くなるため、エアレーション
ガス量２７を一定にした状態では流動層燃焼炉１からの
媒体粒子抜き出し量が低下する。このとき媒体粒子の流
量は上記したＬパルプ２２に設置した差圧計３５の信号
から容易に判断でき、媒体粒子抜き出し量を一定になる
ようにエアレーションガス量２６が増加するような信号
が制御箱３６から伝送される。

一方、負荷を増加する場合も上記と同じ方法が用いられ
る。媒体容器１１からＬバルブ１５を経由して流動層燃
焼炉１内に流動媒体１２を移送する際、媒体粒子量のコ
ントロールはＬバルブ１５のエアレーションガス量２７
で行う。負荷変化の増加に伴い媒体容器１１内の媒体粒
子のレベルが低下し、Ｌバルブ上部の粒子によるシール
長さが短くなり媒体粒子量が減少する。このときの媒体
粒子量がＬバルブ１５のヘンド部に設けた差圧計３４に
よって連続的に検知され、その信号が制御箱３６に送ら
れ媒体粒子量が一定になるようにエアレーションガスの
コントロールバルブ１６が開く状態に作動する９以上の
ようにして負荷変化時に燃焼炉の層高及び媒体容器内の
粒子レベルによらず一定速度で層高変化即ち負荷変化が
実施される。

〔効果〕

本発明によれば、負荷変化時に燃焼炉内からの媒体粒子
抜き出し量及び媒体容器からの粒子移送量を精度よく調
整することができ、安定した偉績性のある負荷制御が可
能となる。従って、負荷変化時にもＮｏｗ　、Ｃｏ、Ｓ
ｏｗ等の有害な物質の発生をきたすことなく安定した運
転が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の加圧流動層燃焼炉の実施例を示す構成
図、第２図はＬバルブ圧力損失と媒体粒子流量との関係
を示す特性図、第３図はＬバルブエアレーションガス量
と媒体粒子流量との関係を示す特性図である。 １・・・流動層燃焼炉、１１・・・媒体容器、１５，２
２・・・Ｌバルブ、２４・・・コントロールバルブ、３
５゜第１ 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）媒体容器への流動媒体の抜き出し及び媒体容器か
   ら燃焼炉への返送によつて流動層高を変化して負荷制御
   する加圧流動層燃焼ボイラの流動層媒体の抜き出し手段
   が、燃焼炉流動層部に開孔して設けられれた移動層下降
   管とその下端と媒体容器の空塔部に開孔して接続された
   気流輸送管である加圧流動層ボイラにおいて、Ｌバルブ
   の差圧を検出し、該差圧を制御量としてＬバルブのエア
   レーションガス量を増減して、媒体抜き出し量を制御す
   ることを特徴とした加圧流動層燃焼炉の層高制御方法。