JPH0421086B2 - - Google Patents
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- JPH0421086B2 JPH0421086B2 JP21847386A JP21847386A JPH0421086B2 JP H0421086 B2 JPH0421086 B2 JP H0421086B2 JP 21847386 A JP21847386 A JP 21847386A JP 21847386 A JP21847386 A JP 21847386A JP H0421086 B2 JPH0421086 B2 JP H0421086B2
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
- F01K23/00—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids
- F01K23/02—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled
- F01K23/06—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle
- F01K23/061—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle with combustion in a fluidised bed
- F01K23/062—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle with combustion in a fluidised bed the combustion bed being pressurised
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Fluidized-Bed Combustion And Resonant Combustion (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、加圧流動層で石炭、オイルコークス
などの燃料（以下、単に石炭という）を燃焼する
ことによつて、ガスタービン駆動用の高温ガスを
発生させる加圧流動燃焼法、詳しくは、フリーボ
ード出口ガス温度が少なくとも加圧流動層温度よ
りも高くなるようにし、フリーボード出口ガス温
度を２段燃焼比率を変えることによつて、所定の
温度に制御するようにした加圧流動燃焼法に関す
るものである。
などの燃料（以下、単に石炭という）を燃焼する
ことによつて、ガスタービン駆動用の高温ガスを
発生させる加圧流動燃焼法、詳しくは、フリーボ
ード出口ガス温度が少なくとも加圧流動層温度よ
りも高くなるようにし、フリーボード出口ガス温
度を２段燃焼比率を変えることによつて、所定の
温度に制御するようにした加圧流動燃焼法に関す
るものである。
従来の石炭焚流動層燃焼においては、アルカリ
土類金属化合物を用いて炉内脱硫を行う場合に
は、脱硫に最適温度があることから、たとえば石
灰石を脱硫剤として使用するときには、800〜900
℃の流動層温度が採用されている。また炉内脱硫
を実施しない場合の流動層最高温度は、石炭灰の
軟化温度から制限されて、概略1000℃が限界であ
る。
土類金属化合物を用いて炉内脱硫を行う場合に
は、脱硫に最適温度があることから、たとえば石
灰石を脱硫剤として使用するときには、800〜900
℃の流動層温度が採用されている。また炉内脱硫
を実施しない場合の流動層最高温度は、石炭灰の
軟化温度から制限されて、概略1000℃が限界であ
る。
一方、流動層温度を所定の温度にする方法とし
ては、流動層内に伝熱管を配して収熱するのが一
般的である。他の方法としては、流動層から飛散
したダスト（石炭灰、脱硫剤など）を捕集して、
その保有熱を除去し、冷却されたダストを流動層
に戻す方法がある。
ては、流動層内に伝熱管を配して収熱するのが一
般的である。他の方法としては、流動層から飛散
したダスト（石炭灰、脱硫剤など）を捕集して、
その保有熱を除去し、冷却されたダストを流動層
に戻す方法がある。
しかしながら、石炭焚流動層燃焼の流動層温度
は、炉内脱硫を行うと脱硫に最適温度があるこ
と、あるいは石炭灰の軟化温度のために、低い流
動層温度に制限されるために、つぎの欠点があつ
た。
は、炉内脱硫を行うと脱硫に最適温度があるこ
と、あるいは石炭灰の軟化温度のために、低い流
動層温度に制限されるために、つぎの欠点があつ
た。
(1) 微粉炭燃焼法に比べて燃焼効率が悪い。
(2) 燃焼ガスをガスタービン駆動用ガスに使用す
る複合発電プラントの場合には、ガスタービン
入口ガス温度を高める自由度がなくなり、プラ
ント熱効率が低い。
る複合発電プラントの場合には、ガスタービン
入口ガス温度を高める自由度がなくなり、プラ
ント熱効率が低い。
第２図は、ガスタービン入口ガス温度とガスタ
ービン熱効率との関係を示している。第２図か
ら、ガスタービン入口ガス温度が高くなるに従つ
て、ガスタービン熱効率が高くなることがわか
る。
ービン熱効率との関係を示している。第２図か
ら、ガスタービン入口ガス温度が高くなるに従つ
て、ガスタービン熱効率が高くなることがわか
る。
また前述したように、流動層温度を石炭灰の軟
化温度よりも低くしないと、石炭灰の凝集（アグ
ロメレーシヨン）が発生する。このため通常は、
1000℃よりも高い流動層温度にすることができな
いので、ガスタービン入口ガス温度を高めようと
すれば、フリーボードでの熱発生が必要となる。
その方法の１つとして、フリーボードに燃料を追
加して燃焼する方法があるが、システムが非常に
複雑になる欠点がある。他の方法としては、石炭
を流動層の上部から供給して、石炭中の微粉をフ
リーボードで燃焼させる方法があるが、石炭中の
微粉割合の変化につれて、燃焼ガス温度が変動す
るために、ガスタービンの駆動用に安定な高温ガ
スを供給することが困難であつた。
化温度よりも低くしないと、石炭灰の凝集（アグ
ロメレーシヨン）が発生する。このため通常は、
1000℃よりも高い流動層温度にすることができな
いので、ガスタービン入口ガス温度を高めようと
すれば、フリーボードでの熱発生が必要となる。
その方法の１つとして、フリーボードに燃料を追
加して燃焼する方法があるが、システムが非常に
複雑になる欠点がある。他の方法としては、石炭
を流動層の上部から供給して、石炭中の微粉をフ
リーボードで燃焼させる方法があるが、石炭中の
微粉割合の変化につれて、燃焼ガス温度が変動す
るために、ガスタービンの駆動用に安定な高温ガ
スを供給することが困難であつた。
本発明は上記の諸点に鑑みなされたもので、石
炭焚流動層燃焼炉のガス温度を、高温でしかも所
定の温度に制御できるようにし、高い燃焼効率が
得られるとともに、加圧流動層ボイラを組み込ん
だガスタービンとスチームタービンの複合発電設
備に適用することによつて高い熱効率を得ること
ができる新規な加圧流動燃焼法の提供を目的とす
るものである。
炭焚流動層燃焼炉のガス温度を、高温でしかも所
定の温度に制御できるようにし、高い燃焼効率が
得られるとともに、加圧流動層ボイラを組み込ん
だガスタービンとスチームタービンの複合発電設
備に適用することによつて高い熱効率を得ること
ができる新規な加圧流動燃焼法の提供を目的とす
るものである。
本発明の加圧流動燃焼法は、流動層内に伝熱管
を設けた加圧流動層に、石炭、オイルコークスな
どの燃料を供給し燃焼せしめて水蒸気を取り出
し、加圧流動層下部およびフリーボードへ空気を
供給して２段燃焼を行う流動燃焼法を用いた加圧
流動層複合発電プラントにおける燃焼法におい
て、フリーボード出口ガス温度を少なくとも加圧
流動層温度よりも高くし、フリーボード出口ガス
温度を検出して、フリーボード出口ガス温度が所
定の温度になるように、加圧流動層下部へ供給す
る一次空気とフリーボードへ供給する二次空気と
の比率を変えて制御し、加圧流動層からの燃焼ガ
スをガスタービンに導入することを特徴としてい
る。
を設けた加圧流動層に、石炭、オイルコークスな
どの燃料を供給し燃焼せしめて水蒸気を取り出
し、加圧流動層下部およびフリーボードへ空気を
供給して２段燃焼を行う流動燃焼法を用いた加圧
流動層複合発電プラントにおける燃焼法におい
て、フリーボード出口ガス温度を少なくとも加圧
流動層温度よりも高くし、フリーボード出口ガス
温度を検出して、フリーボード出口ガス温度が所
定の温度になるように、加圧流動層下部へ供給す
る一次空気とフリーボードへ供給する二次空気と
の比率を変えて制御し、加圧流動層からの燃焼ガ
スをガスタービンに導入することを特徴としてい
る。
本発明の方法を実施するにあたり、フリーボー
ド出口ガス温度は、炭種またはボイラ負荷などに
応じて設定される。加圧流動層温度は800〜1000
℃とし、フリーボード出口ガス温度は1000〜1100
℃とするのが望ましい。
ド出口ガス温度は、炭種またはボイラ負荷などに
応じて設定される。加圧流動層温度は800〜1000
℃とし、フリーボード出口ガス温度は1000〜1100
℃とするのが望ましい。
第３図は、総空気比を一定とし、二次空気の割
合を変えたときのフリーボード出口ガス温度を示
したものである。二次空気の割合が20％程度まで
は、フリーボード出口ガス温度はあまり上昇しな
いが、20％を越えると、フリーボード出口ガス温
度は、二次空気の割合の増加につれて高くなる。
合を変えたときのフリーボード出口ガス温度を示
したものである。二次空気の割合が20％程度まで
は、フリーボード出口ガス温度はあまり上昇しな
いが、20％を越えると、フリーボード出口ガス温
度は、二次空気の割合の増加につれて高くなる。
このように、フリーボード出口ガス温度を、流
動層温度よりも高い温度に制御する方法として、
二次空気の割合を変化さす２段燃焼法が有効であ
ることが判明した。
動層温度よりも高い温度に制御する方法として、
二次空気の割合を変化さす２段燃焼法が有効であ
ることが判明した。
流動層燃焼における従来の２段燃焼は、NOX
の低減を目的として実施するものであるが、本発
明においては、フリーボード出口ガス温度を、流
動層温度よりも高い温度に制御する目的で実施す
るものであり、従来の２段燃焼とは、目的および
制御手段が異なつている。
の低減を目的として実施するものであるが、本発
明においては、フリーボード出口ガス温度を、流
動層温度よりも高い温度に制御する目的で実施す
るものであり、従来の２段燃焼とは、目的および
制御手段が異なつている。
フリーボード出口ガス温度の制御は、流動層の
下部から供給する一次空気と、フリーボードに供
給する二次空気の割合を変えることによつて実施
できる。一次空気あるいは二次空気のみを変化さ
せても良いが、両者を変化させても良い。
下部から供給する一次空気と、フリーボードに供
給する二次空気の割合を変えることによつて実施
できる。一次空気あるいは二次空気のみを変化さ
せても良いが、両者を変化させても良い。
フリーボードの容積は、通常、流動層部の容積
の５〜20倍あり、高い燃焼効率を得るためには非
常に重要である。第４図は、流動層温度を800℃
一定として、フリーボード出口ガス温度を変化さ
せたときの未燃損失の変化を示したものである。
未燃損失は、フリーボード出口ガス温度を高くす
るにつれて少なくなつている。このように、フリ
ーボード出口ガス温度を流動層温度よりも高くす
ることによつて、高い燃焼効率を得ることができ
る。
の５〜20倍あり、高い燃焼効率を得るためには非
常に重要である。第４図は、流動層温度を800℃
一定として、フリーボード出口ガス温度を変化さ
せたときの未燃損失の変化を示したものである。
未燃損失は、フリーボード出口ガス温度を高くす
るにつれて少なくなつている。このように、フリ
ーボード出口ガス温度を流動層温度よりも高くす
ることによつて、高い燃焼効率を得ることができ
る。
なお石灰石脱硫剤で炉内脱硫を実施する場合に
は、流動層温度として800〜900℃にすることが好
ましい。
は、流動層温度として800〜900℃にすることが好
ましい。
以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を
詳細に説明する。ただしこの実施例に記載されて
いる構成機器の形状、その相対配置などは、とく
に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそ
れらのみに限定する趣旨のものではなく、単なる
説明例にすぎない。
詳細に説明する。ただしこの実施例に記載されて
いる構成機器の形状、その相対配置などは、とく
に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそ
れらのみに限定する趣旨のものではなく、単なる
説明例にすぎない。
第１図は本発明の方法を実施する装置の一例を
示している。１は加圧流動層ボイラで、一次空気
導入管２、二次空気導入管３、燃焼ガス放出管
４、流動層内の燃焼熱の一部を収熱する伝熱管
５、石炭供給管６、加圧流動層７、空気分散板
８、風箱１０、フリーボード１１などを有してい
る。燃焼ガス放出管４はガスタービン１２に接続
されており、その途中に集じん器１３を設けてい
る。ガスタービン１２は空気圧縮機１４および発
電機１５に連結されている。空気圧縮機１４で圧
縮された空気は、一次空気導入管２および二次空
気導入管３に供給される。一次空気導入管２およ
び二次空気導入管３には、それぞれ流量計１６，
１７および制御弁１８，２０が、燃焼ガス放出管
４には温度計２１が設けられており、温度調節器
２２に接続している。
示している。１は加圧流動層ボイラで、一次空気
導入管２、二次空気導入管３、燃焼ガス放出管
４、流動層内の燃焼熱の一部を収熱する伝熱管
５、石炭供給管６、加圧流動層７、空気分散板
８、風箱１０、フリーボード１１などを有してい
る。燃焼ガス放出管４はガスタービン１２に接続
されており、その途中に集じん器１３を設けてい
る。ガスタービン１２は空気圧縮機１４および発
電機１５に連結されている。空気圧縮機１４で圧
縮された空気は、一次空気導入管２および二次空
気導入管３に供給される。一次空気導入管２およ
び二次空気導入管３には、それぞれ流量計１６，
１７および制御弁１８，２０が、燃焼ガス放出管
４には温度計２１が設けられており、温度調節器
２２に接続している。
ガスタービン入口温度（ここでは温度計２１で
示している）が所定の温度になるように、制御弁
１８，２０の開度を温度調節器２２で制御する。
なお２３はガスタービン排ガス熱交換器、２４は
蒸気タービン、２５は発電機、２６は復水器、２
７は給水加熱器群である。
示している）が所定の温度になるように、制御弁
１８，２０の開度を温度調節器２２で制御する。
なお２３はガスタービン排ガス熱交換器、２４は
蒸気タービン、２５は発電機、２６は復水器、２
７は給水加熱器群である。
本発明は上記のように、フリーボード出口ガス
温度を、流動層温度よりも高くして、その温度を
一次空気と二次空気との比率を変えて制御するも
のであるから、つぎのような効果が奏せられる。
温度を、流動層温度よりも高くして、その温度を
一次空気と二次空気との比率を変えて制御するも
のであるから、つぎのような効果が奏せられる。
(1) 安定した高い燃焼効率を得ることができる。
(2) 安定した高温の燃焼ガスが得られることか
ら、加圧流動層燃焼でガスタービンと組み合わ
せた装置において、高いプラント効率が達成さ
れる。
ら、加圧流動層燃焼でガスタービンと組み合わ
せた装置において、高いプラント効率が達成さ
れる。
第１図は本発明の加圧流動燃焼法を実施する装
置の一例を示すフローシート、第２図はガスター
ビン入口ガス温度と熱効率との関係を示すグラ
フ、第３図は総空気比1.2の場合の二次空気の割
合とフリーボード出口ガス温度との関係を示すグ
ラフ、第４図は流動層温度800℃の場合のフリー
ボード出口ガス温度と未燃損失との関係を示すグ
ラフである。 １……加圧流動層ボイラ、２……一次空気導入
管、３……二次空気導入管、４……燃焼ガス放出
管、５……伝熱管、６……石炭供給管、７……加
圧流動層、８……空気分散板、１０……風箱、１
１……フリーボード、１２……ガスタービン、１
３……集じん器、１４……空気圧縮機、１５……
発電機、１６，１７……流量計、１８，２０……
制御弁、２１……温度計、２２……温度調節器、
２３……ガスタービン排ガス熱交換器、２４……
蒸気タービン、２５……発電機、２６……復水
器、２７……給水加熱器群。
置の一例を示すフローシート、第２図はガスター
ビン入口ガス温度と熱効率との関係を示すグラ
フ、第３図は総空気比1.2の場合の二次空気の割
合とフリーボード出口ガス温度との関係を示すグ
ラフ、第４図は流動層温度800℃の場合のフリー
ボード出口ガス温度と未燃損失との関係を示すグ
ラフである。 １……加圧流動層ボイラ、２……一次空気導入
管、３……二次空気導入管、４……燃焼ガス放出
管、５……伝熱管、６……石炭供給管、７……加
圧流動層、８……空気分散板、１０……風箱、１
１……フリーボード、１２……ガスタービン、１
３……集じん器、１４……空気圧縮機、１５……
発電機、１６，１７……流量計、１８，２０……
制御弁、２１……温度計、２２……温度調節器、
２３……ガスタービン排ガス熱交換器、２４……
蒸気タービン、２５……発電機、２６……復水
器、２７……給水加熱器群。
Claims (1)
- １ 流動層内に伝熱管を設けた加圧流動層に、石
炭、オイルコークスなどの燃料を供給し燃焼せし
めて水蒸気を取り出し、加圧流動層下部およびフ
リーボードへ空気を供給して２段燃焼を行う流動
燃焼法を用いた加圧流動層複合発電プラントにお
ける燃焼法において、フリーボード出口ガス温度
を少なくとも加圧流動層温度よりも高くし、フリ
ーボード出口ガス温度を検出して、フリーボード
出口ガス温度が所定の温度になるように、加圧流
動層下部へ供給する一次空気とフリーボードへ供
給する二次空気との比率を変えて制御し、加圧流
動層からの燃焼ガスをガスタービンに導入するこ
とを特徴とする加圧流動燃焼法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21847386A JPS6375406A (ja) | 1986-09-17 | 1986-09-17 | 加圧流動燃焼法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21847386A JPS6375406A (ja) | 1986-09-17 | 1986-09-17 | 加圧流動燃焼法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6375406A JPS6375406A (ja) | 1988-04-05 |
| JPH0421086B2 true JPH0421086B2 (ja) | 1992-04-08 |
Family
ID=16720473
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21847386A Granted JPS6375406A (ja) | 1986-09-17 | 1986-09-17 | 加圧流動燃焼法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6375406A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3222127B2 (ja) * | 1990-03-12 | 2001-10-22 | 株式会社日立製作所 | 一軸型加圧流動床コンバインドプラント及びその運転方法 |
| AU6749598A (en) * | 1997-04-14 | 1998-11-11 | Ebara Corporation | Pressurized fluidized-bed combined-cycle electric generating system |
| JP2016041990A (ja) * | 2014-08-18 | 2016-03-31 | 東洋エンジニアリング株式会社 | ボイラーを含む発熱装置 |
| JP6554985B2 (ja) * | 2015-08-05 | 2019-08-07 | 月島機械株式会社 | 加圧循環流動炉の運転方法及び運転装置 |
-
1986
- 1986-09-17 JP JP21847386A patent/JPS6375406A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6375406A (ja) | 1988-04-05 |
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