JPH04124506A - 循環流動層ボイラの媒体粒子量制御装置 - 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］ 本発明は循環流動層ボイラに係り、特に炉内への粒子濃
度制御を良好にするために好適な＊＊流動層ボイラの媒
体粒子量制御装置に関する。

［従来の技術］ 重油、石炭などを燃料とする流動層ボイラの層内温度は
通常８００〜９００℃とされ、この層内に伝熱管、蒸気
管を埋設した流動層ボイラにおいては、この伝熱管、蒸
気管の層中伝熱量（熱伝達率）が従来形ボイラのガス流
のみからの伝熱量に比べて５〜１０倍程度大きく、大量
の伝熱量をもたらす特徴がある。

そして、流動層ボイラは層中での伝熱特性が優れている
ことから、従来はぼた山に投棄していたスラッジ炭のよ
うな低品位炭であっても流動層ボイラの燃料として有効
に活用することができ５しかもこれら低品位炭を焼却す
ることによって低品位炭の減容にも役立つことから、近
年流動層ボイラは脚光をあびている。

また、流動層ボイラにはバブリング型と循環型があるが
、循環流動層ボイラは燃料供給量に対し４０〜１００倍
もの媒体粒子を循環し、長い滞留時間により高い燃焼効
率が得られ、媒体粒子の循環量により負荷制御に対応で
きる特徴もある。

以下５第３図を用いて循環流動層ボイラの概要について
説明する。

燃料バンカ１から供給される燃料と、媒体バンカ２から
供給される媒体粒子（石灰石等）は燃焼炉３の分散板４
上に供給される。

一方、燃焼用空気は押込通風＠５−空気供給管６、−水
空気供給管７を経て分散板４の下から供給される一次空
気と、二次空気供給管８を経て燃焼炉３の側壁から供給
される二次空気に分割され。

−水空気と二次空気によってほぼ理論空気比において分
散板４上で燃料と媒体粒子を流動化させながら燃料を燃
焼させる。

他方、燃料及び媒体粒子は燃焼炉３内で燃焼、粉化、脱
硫反応等を伴って燃焼排ガスと共に燃焼炉３から排出さ
れ、粗粒子は一次粒子捕集器９で回収される。

一次粒子捕集器９で分離された媒体粒子及び燃焼灰など
の粗粒子はダウンカマー１０、粒子再循環器（Ｌバルブ
）１１を通って再び燃焼炉３内に循環される。

また、−次粒子捕集器９で分離できなかった微粒子は燃
焼排ガスと共に過熱器１２１節炭器１３で熱交換し、微
粒子は一次粒子捕集器１４で分層され二次粒子再循環管
１５から再び燃焼炉３内へ供給される。

燃焼排ガスは空気予熱器１６．集塵器１７、誘引通風機
１８、煙突１９から系外へ排出される。

そして、Ｌバルブ１１からの粗粒子および二次粒子再循
環管１５からの微粒子はエアレーションブロワ２０、エ
アレーション空気供給管２１、次エアレーションノズル
２２および二次エアレーションノズル２３からのエアレ
ーション空気によって燃焼炉３へ再供給される。

このように、粒子循環量の制御はＬバルブ１１ヘエアレ
ーション空気を供給することにより行なわれるが、エア
レーション空気量が一定でも粒子循環量がダウンカマー
１０内の粒子レベルによって変化する。一般に、ダウン
カマー１０内の粒子レベルが高くなると粗粒子の循環量
が増加する。

逆にダウンカマー１０の粒子レベルが低下するとエアレ
ーション空気がダウンカマー１０内に漏れ込むことによ
り、粗粒子の循環量が低下するとともに粗粒子がダウン
カマー１０内で燃焼してダウンカマー１０内にタリンカ
が発生する原因になる。

したがってダウンカマー１０内の粒子レベルを連続的に
検知して粒子循環量を調整するとともに粒子レベルを所
定の範囲にコントロールする必要がある。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の循環流動層ボイラにおいては、ダウンカマー内で
の粗粒子温度が約６００℃以上の高温であるために、従
来の機械式等のレベル計が使用できずダウンカマーから
の粗粒子循環量が不安定になり、燃焼炉内の温度が変動
して所定の負荷が得られないばかりでなく排ガス組成も
変動する。

また、Ｌバルブへ供給するエアレーション空気が多量に
ダウンカマー内へ漏洩してダウンカマー内の粗粒子が高
温になり、タリンカが発生する欠点があった。

本発明はかかる従来の欠点を解消しようとするもので、
その目的とするところは、ダウンカマー内の粗粒子を連
続的に検出することにより燃焼炉内へ再供給する媒体粒
子量を安定に制御でき、しかも、ダウンカマー内でのタ
リンカの発生を防止することができる循環流動層ボイラ
の媒体粒子量制御装置を提供するにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明は前述の目的を達成するために、ダウンカマーに
少なくとも三つの圧力タップと、圧力りツブ間に差圧検
出器と、差圧検出器からの差圧検出信号と差圧設定信号
を比較する演算器を設け。

両信号の比較の結果、差圧検出信号が差圧設定信号より
も小さい場合は媒体コントロールバルブと二次エアレー
ションバルブの少なくとも一方を開いて媒体循環量を増
加させるようにしたものである。

［作用］ ダウンカマー内の粗粒子レベルが推定できるので、媒体
コントロールバルブと二次エアレーションバルブを開い
て媒体循環量を増加させることができる。

［実施例コ 以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。

第１図は本発明の実施例に係る循環流動層ボイラの媒体
粒子量制御装置の概略構成図、第２図は縦軸に媒体粒子
循環量、横軸にダウンカマー長さを示した特性図である
。

第１図において、符号１から符号２３は第３図のものと
同一のものを示す。

２４ａ、２４ｂ、２４ｃは圧カタツブ、２５ａ。

２５ｂは差圧検出器、２６は差圧検出信号、２７は差圧
設定信号、２８は演算器、２９は媒体供給量をコントロ
ールする媒体コントロールバルブ、３０は二次エアレー
ションノズル２３へのエアレーション空気量をコントロ
ールする二次エアレーションバルブ、３１は灰抜き出し
管、３２は灰抜き出しバルブ、３３は粗粒子抜き出し管
、３４は粗粒子抜き出しバルブ、３５は一次エアレージ
ョンバルブである。

このような構造において、媒体粒子量制御装置について
説明する前にダウンカマー１０の粗粒子レベルの特性に
ついて説明する。

ダウンカマー１０内の粗粒子は充填層の状態で上から下
に移動する。一方、−次エアレージョンノズル２２から
のエアレーション空気はＬバルブ１１とダウンカマー１
０に分岐して流れるため、ダウンカマー１０内で圧力損
失が発生する。ダウンカマー１０の圧力損失ΔＰはダウ
ンカマー１０の長さ（ダウンカマー１０内の粗粒子層高
さ）に比例するためダウンカマー１０内で２点以上の圧
力差を測定し、その圧力勾配からダウンカマー１０の長
さ、すなわちダウンカマー１０内の粗粒子レベルを検出
できる。また、ダウンカマー１０内の粗粒子レベルによ
って粒子循環量が変化する特性があり、その結果を第２
図に示す。

なお、第２図における直線Ａはエアレーション空気量が
２０ｍ’／ｈ、直線Ｂは１５ｍ”／ｈ、直線Ｃは１０ｍ
”／ｈ−直線りは７ｍ３／ｈでの特性である。

第２図の直線Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄで示すように。

定のエアレーション空気量でもダウンカマー１０の長さ
が短くなると粗粒子の循環量が著しく低下する。これは
ダウンカマー１０の粗粒子レベルが低いため、ダウンカ
マー１０での抵抗が減少しエアレーション空気がダウン
カマー１０に多量に漏れ込み、Ｌバルブ１１にエアレー
ション空気が流れなくなるためである。ダウンカマー１
０の粗粒子レベルの変動は一次粒子捕集器９の性能低下
、または燃料及び媒体（石灰石等）の性状変化によって
発生する。ダウンカマー１０の粗粒子レベルが増加する
場合は、ダウンカマー１０またはＬバルブ１１の粗粒子
抜き出し管３３から粗粒子を抜き出すことで対応できる
が、ダウンカマー１０の粗粒子レベルが低下する場合は
、粒子を補給する必要がある。

従って１本発明の実施例においては、第１図に示すよう
に、ダウンカマー１０には粗粒子レベルを連続的に検出
できる圧力タップ２４ａ、２４ｂ。

２４ｃと差圧検出器２５ａ、２５ｂが設置されている。

更に、差圧検出器２５ａ、２５ｂからの差圧検出信号２
６と差圧設定信号２７を比較する演算器２８が設けられ
、差圧検出信号２６が差圧設定信号２７よりも小さい場
合は、媒体コントロールバルブ２９．二次エアレーショ
ンバルブ３０を開いて媒体循環量を制御するようにした
のである。

−次エアレージョンバルブ３５を開いてエアレーション
空気量を増加し、粒子循環量を確保するように制御して
もダウンカマー１０内の粗粒子レベルによって同−一次
エアレージョン空気量でも粒子循環量が変化するため、
−次エアレージョン空気量を操作して粒子循環量を調整
するのが主目的であり、ダウンカマー１０内の粗粒子レ
ベルの増加には寄与しない。

むしろ、−次エアレージョンバルブ３５を開く制御は、
ダウンカマー１０内でのタリンカの発生を伴い好ましく
ない。

従って、二次エアレーションバルブ３０や媒体コントロ
ールバルブ２９を開く制御が行なわれる。

二次エアレーションバルブ３ｏを開いて一次粒子捕集器
１４．二次勅子循環管１５からの微粒子を二次エアレー
ションノズル２３からの二次エアレーション空気によっ
て燃焼炉３へ供Ｉする。これは、一次粒子捕集器１４の
微粒子に含まれる未燃分を出来るだけ低減し、燃焼効率
を高めることもできるが、しかし、一次粒子捕集器１４
の微粒子は既に一次粒子捕集器９を通過したものである
ため、−次的な制御である。

次に、媒体コントロールバルブ２９を開いて燃焼炉３へ
媒体バンカ２から媒体量の供給を増加し、ダウンカマー
１０内の粗粒子レベルをこの媒体バンカ２からの媒体粒
子で補給する。

［発明の効果］ 本発明によれば、ダウンカマー内の粒子レベルをほぼ一
定になるように調整できることから、媒体粒子循環量の
制御も容易となり、燃焼炉内の温度コントロールが円滑
にできる。したがって、燃焼排ガス組成の調整が容易と
なり安定運転が達成できる。また、ダウンカマー内の粒
子量の不足量をすぐさま検知できることから、エアレー
ションの漏れ込みによるダウンカマー内粒子のクリンカ
トラブルも解消できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る循環流動層ボイラの媒体
粒子量制御装置の概略構成図、第２図は縦軸に媒体粒子
循環量、横軸にダウンカマー長さを示した特性図、第３
図は循環流動層ボイラの概略系統図である。 １・・・・・・燃料バンカ、２・・・・・・媒体バンカ
、３・・・・・・燃焼炉、６・・・・・・空気供給管、
９・−・・・・−次粒子捕集器、１０・・・・・ダウン
カマー、１１・−・・・・Ｌバルブ。 １４・・・・・・一次粒子捕集器、１５・・・・・・二
次粒子再循環管、２１・・・・・・エアレーション空気
供給管、２４ａ　、　２４　ｂ　、　２４　ｃ　−・・
・圧力タップ、２５ａ、２５ｂ・・・・・・差圧検出器
、２６・・・・・・差圧検出信号、２７・・・・・・差
圧設定信号、２８・・・・・・演算器、２９・・・・・
・媒体コントロールバルブ、３０・・・・・・二次エア
レーションバルブ。 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 燃料バンカからの燃料と媒体バンカからの媒体を燃焼炉
   へ供給し、この燃料を燃焼炉の炉底と側壁から供給され
   る空気供給管からの燃焼用空気によつて燃焼させ、燃焼
   炉の後流に排ガス中の粗粒子を補集する一次粒子捕集器
   と、この捕集した粗粒子を再び燃焼炉へ戻すダウンカマ
   ーとＬバルブと、排ガス中の微粒子を捕集する一次粒子
   捕集器と、この捕集した微粒子を再び燃焼炉へ戻す二次
   粒子再循環管を設け、エアレーション空気供給管からの
   エアレーション空気によつて粗粒子と微粒子を燃焼炉へ
   再循環するものにおいて、 前記ダウンカマーに少なくとも三つの圧力タップと、 圧力タップ間に差圧検出器と、 差圧検出器からの差圧検出信号と差圧設定信号を比較す
   る演算器を設け、 両信号の比較の結果、差圧検出信号が差圧設定信号より
   も小さい場合は媒体コントロールバルブと二次エアレー
   ションバルブの少なくとも一方を開いて媒体循環量を増
   加させるようにしたことを特徴とする循環流動層ボイラ
   の媒体粒子量制御装置。