JPH0472122B2 - - Google Patents
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- JPH0472122B2 JPH0472122B2 JP1004572A JP457289A JPH0472122B2 JP H0472122 B2 JPH0472122 B2 JP H0472122B2 JP 1004572 A JP1004572 A JP 1004572A JP 457289 A JP457289 A JP 457289A JP H0472122 B2 JPH0472122 B2 JP H0472122B2
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- F23C10/08—Fluidised bed combustion apparatus with means specially adapted for achieving or promoting a circulating movement of particles within the bed or for a recirculation of particles entrained from the bed the particles being circulated to a section, e.g. a heat-exchange section or a return duct, at least partially shielded from the combustion zone, before being reintroduced into the combustion zone characterised by the arrangement of separation apparatus, e.g. cyclones, for separating particles from the flue gases
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- F23J15/022—Arrangements of devices for treating smoke or fumes of purifiers, e.g. for removing noxious material for removing solid particulate material from the gasflow
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- B01J2208/00026—Controlling or regulating the heat exchange system
- B01J2208/00035—Controlling or regulating the heat exchange system involving measured parameters
- B01J2208/00044—Temperature measurement
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- F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN A CARRIER GAS OR AIR
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- F23C2206/10—Circulating fluidised bed
- F23C2206/101—Entrained or fast fluidised bed
-
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- F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES
- F23J2217/00—Intercepting solids
- F23J2217/20—Intercepting solids by baffles
Description
【発明の詳細な説明】
発明の分野
本発明は高速流動層ボイラを制御する方法に関
する。
する。
技術的な背景
最近、流動層ボイラは非常に魅力のある熱発生
装置として多大な関心が寄せられるようになつ
た。気泡を発生しまたは乱流を発生する多くの流
動層ボイラが非常に満足に作動することが判明し
た。
装置として多大な関心が寄せられるようになつ
た。気泡を発生しまたは乱流を発生する多くの流
動層ボイラが非常に満足に作動することが判明し
た。
しかしながら、高速流動層ボイラに関しては、
重大な問題、特に熱伝達、粒子の分離および作動
の制御に関する問題を解決しなければならない。
重大な問題、特に熱伝達、粒子の分離および作動
の制御に関する問題を解決しなければならない。
従つて、サイクロン粒子分離器の一般的な使用
はボイラを別個の部品および冷却装置から構成し
なければならないことを意味している。また、サ
イクロン粒子分離器は少くとも高い出力のボイラ
において非常に大きい寸法を有するので、重大な
レイアウト上の問題を生ずる。
はボイラを別個の部品および冷却装置から構成し
なければならないことを意味している。また、サ
イクロン粒子分離器は少くとも高い出力のボイラ
において非常に大きい寸法を有するので、重大な
レイアウト上の問題を生ずる。
また、負荷が変化するときに主として燃料供給
量を制御する既存の出力制御装置は不正確にな
り、そしていわゆる行過ぎ量を生じがちである。
量を制御する既存の出力制御装置は不正確にな
り、そしていわゆる行過ぎ量を生じがちである。
普通の流動層ボイラが例えば流出ガス通路の中
に配置されたそらせ板型分離器を有する流動層ボ
イラを開示している英国特許第A2046886号明細
書に記載されているようなサイクロン粒子分離器
以外の粒子分離器を備えることができることは既
に知られている。分離される物質の量は勿論極め
て少ない。
に配置されたそらせ板型分離器を有する流動層ボ
イラを開示している英国特許第A2046886号明細
書に記載されているようなサイクロン粒子分離器
以外の粒子分離器を備えることができることは既
に知られている。分離される物質の量は勿論極め
て少ない。
しかしながら、高速流動層ボイラについては、
当業者は非常に多量の粒子が分離されかつガスと
粒子との混合物の速度が高いためにサイクロン型
粒子分離器が必要であることを確信している。
当業者は非常に多量の粒子が分離されかつガスと
粒子との混合物の速度が高いためにサイクロン型
粒子分離器が必要であることを確信している。
発明の目的および要約
本発明の目的は、上記の問題が解決されそして
以下説明から明らかとなるように付加的な利点が
得られる新規の改良された高速流動層装置を提供
することである。
以下説明から明らかとなるように付加的な利点が
得られる新規の改良された高速流動層装置を提供
することである。
本発明の目的は添付特許請求の範囲に記載の新
規な特徴を有する高速流動層ボイラならびにかか
るボイラの制御方法により達成される。
規な特徴を有する高速流動層ボイラならびにかか
るボイラの制御方法により達成される。
本発明の第一の重要な観点によれば、ボイラは
サイクロン型ではないラビリンス型の機械的分離
器である一次粒子分離器を備えた、完全に冷却さ
れかつ一体に構成されたユニツトとして設計され
ている。
サイクロン型ではないラビリンス型の機械的分離
器である一次粒子分離器を備えた、完全に冷却さ
れかつ一体に構成されたユニツトとして設計され
ている。
このようにして、ラビリンス型の機械的な一次
粒子分離器が非常に多量の循環物質を取り扱うこ
とができるとともに、コンパクトなボイラ構造体
および一つの同じ冷却装置の中に一体に組み込む
ことができることが判明した。
粒子分離器が非常に多量の循環物質を取り扱うこ
とができるとともに、コンパクトなボイラ構造体
および一つの同じ冷却装置の中に一体に組み込む
ことができることが判明した。
本発明の第二の重要な観点によれば、分離され
た物質は機械的に作動しない制御弁、好ましく
は、いわゆるL字形弁を介して再循環せしめられ
それにより再循環流量を正確に制御することが可
能になる。好ましい一実施態様においては、分離
された物質は前記制御弁を経て反応器の中に再循
環せしめられる前に物質、すなわち、粒子貯蔵部
の中に収集される。この貯蔵部はボイラと一体に
構成することができる。
た物質は機械的に作動しない制御弁、好ましく
は、いわゆるL字形弁を介して再循環せしめられ
それにより再循環流量を正確に制御することが可
能になる。好ましい一実施態様においては、分離
された物質は前記制御弁を経て反応器の中に再循
環せしめられる前に物質、すなわち、粒子貯蔵部
の中に収集される。この貯蔵部はボイラと一体に
構成することができる。
本発明の第三の重要な観点によれば、ボイラの
作動はボイラの負荷に応じて再循環流量を調整す
ることにより反応器の流動層の温度を実質的に一
定に維定するかまたは比較的に狭い温度区間内に
維持することにより制御される。
作動はボイラの負荷に応じて再循環流量を調整す
ることにより反応器の流動層の温度を実質的に一
定に維定するかまたは比較的に狭い温度区間内に
維持することにより制御される。
本発明の上記の観点ならびにさらに重要な特徴
は添付図面について記載した本発明の好ましくし
かも例示のための下記の実施態様の説明によりさ
らに十分に理解されよう。
は添付図面について記載した本発明の好ましくし
かも例示のための下記の実施態様の説明によりさ
らに十分に理解されよう。
実施態様の詳細な説明
全般的な設計および作動
第1図ないし第4図について述べると、これら
の図に開示したボイラは下記の主要部品を備えて
いる。
の図に開示したボイラは下記の主要部品を備えて
いる。
1 始動バーナ
2 空気プリナム
3 底部
4 反応器
5a,5b 一次粒子分離器
6 粒子貯蔵部
7 U字形パス沈降室、放射熱交換器
8 L字形弁
9 スタンドパイプ
10 対流熱交換器
11 二次サイクロン分離器
12 燃料供給装置
13 一次空気供給装置
14 二次空気供給装置
15 ドーム
このボイラは一般的なボイラ製造規格により構
成されている。このボイラ装置は水管を有する標
準のメンブレンウオールにより完全に冷却され
る。粒子分離器、粒子再循環ラインおよび対流伝
熱部分はボイラ本体と一体に構成されている。こ
のボイラは「スライス」またはモジユールとして
設計されており、冷却される仕切板を備えている
かまたは備えていない、複数個のモジユールを並
列に連結することにより出力を増大することがで
きる。
成されている。このボイラ装置は水管を有する標
準のメンブレンウオールにより完全に冷却され
る。粒子分離器、粒子再循環ラインおよび対流伝
熱部分はボイラ本体と一体に構成されている。こ
のボイラは「スライス」またはモジユールとして
設計されており、冷却される仕切板を備えている
かまたは備えていない、複数個のモジユールを並
列に連結することにより出力を増大することがで
きる。
主な燃焼は反応器4の中で起り、ガスおよび流
動層物質が底部3から反応器4の中に入る。底部
3は主として混合および予燃焼室である。一次空
気が底部ノズルを通して底部3の中に導入され、
一方2次空気が底部3と反応器4との間の遷移領
域に供給される。また燃料が底部3の中に導入さ
れる。粒子は主として粒子分離器の中で分離され
る。流動層の灰は粒子貯蔵部6から取り出され
る。新しい流動層物質が同様に粒子貯蔵部6の中
に送入される。添加剤が燃料、代表的には石炭と
ともに送入される。
動層物質が底部3から反応器4の中に入る。底部
3は主として混合および予燃焼室である。一次空
気が底部ノズルを通して底部3の中に導入され、
一方2次空気が底部3と反応器4との間の遷移領
域に供給される。また燃料が底部3の中に導入さ
れる。粒子は主として粒子分離器の中で分離され
る。流動層の灰は粒子貯蔵部6から取り出され
る。新しい流動層物質が同様に粒子貯蔵部6の中
に送入される。添加剤が燃料、代表的には石炭と
ともに送入される。
始動バーナは油焚きであり、そして燃焼用空気
は作動中に、流動層に送られる一次空気である。
は作動中に、流動層に送られる一次空気である。
このボイラは地域暖房用熱交換器に接続される
ことが好ましい。
ことが好ましい。
流動層は下記のように異なる冷却面の間に代表
的な出力配分が得られるように設計されている。
的な出力配分が得られるように設計されている。
底 部 〜10%
反応器 〜45%
粒子貯蔵部 〜3%
対流部分 〜30%
反応器4から出た粒子はバグフイルタ(図示せ
ず)の中で最終的に浄化される前に三段階で分離
されかつ循環せしめられる。第一段は一体に構成
された粒子トラツプ5である。第二段は対流部分
の下方のガスの方向転換と組み合わされた沈降室
7である。第3段は対流通路に引き続く通常の接
線方向サイクロン11である。分離器5からの再
循環は粒子貯蔵部6を介して行われる。分離器5
は粒子貯蔵部6の中に粒子を直接に送入する。沈
降室7およびサイクロン11は粒子をスタンドパ
イプ9を介して底部3の中に直接に送入する。粒
子貯蔵部6からの再循環流量はL字形の弁8によ
り制御される。沈降室7およびサイクロン11か
らの再循環流量は制御する必要がない。
ず)の中で最終的に浄化される前に三段階で分離
されかつ循環せしめられる。第一段は一体に構成
された粒子トラツプ5である。第二段は対流部分
の下方のガスの方向転換と組み合わされた沈降室
7である。第3段は対流通路に引き続く通常の接
線方向サイクロン11である。分離器5からの再
循環は粒子貯蔵部6を介して行われる。分離器5
は粒子貯蔵部6の中に粒子を直接に送入する。沈
降室7およびサイクロン11は粒子をスタンドパ
イプ9を介して底部3の中に直接に送入する。粒
子貯蔵部6からの再循環流量はL字形の弁8によ
り制御される。沈降室7およびサイクロン11か
らの再循環流量は制御する必要がない。
底部3は、一般に、流動化流量を低減して滞留
時間をより長くするために拡大してある。しかし
ながら、流動化速度は流動層物質および燃料を良
好に混合させるために十分に高くしてある。底部
はさらにメンブレンチユーブからなつている。底
部は単に反応器を拡大した部分であり、二次空気
流入口とともに終端している。
時間をより長くするために拡大してある。しかし
ながら、流動化速度は流動層物質および燃料を良
好に混合させるために十分に高くしてある。底部
はさらにメンブレンチユーブからなつている。底
部は単に反応器を拡大した部分であり、二次空気
流入口とともに終端している。
二次空気は反応器4のメンブレンウオールの穴
を通して導入される。
を通して導入される。
底部3は、一般に圧力降下を低減し、良好に混
合しかつ滞留時間を長くするためにできるかぎり
低くかつ広く形成すべきである。反応器4の高さ
は重要ではなく、任意の特定の燃料のための任意
の転化率に対して必要なだけの高さにすべきであ
る。
合しかつ滞留時間を長くするためにできるかぎり
低くかつ広く形成すべきである。反応器4の高さ
は重要ではなく、任意の特定の燃料のための任意
の転化率に対して必要なだけの高さにすべきであ
る。
反応器
2.5MWボイラモジユールの代表的な反応器は
6mの高さであり、そして0.7m×0.7mの横断面を
有している。壁部はメンブレンウオールを形成す
る溶接されたフイン付チユーブである。
6mの高さであり、そして0.7m×0.7mの横断面を
有している。壁部はメンブレンウオールを形成す
る溶接されたフイン付チユーブである。
二次空気は反応器の入口から直接に導入され
る。空気流入口は、実際には、フインを取り除い
て形成されたチユーブの間のスペースである。こ
れらの開口部は前側壁部および後側壁部の幅全体
にわたつて形成されている。流動層が常温モード
で操作される場合の圧力降下を減少させるために
2組の開口部が形成されている。加温作動中は1
組の開口部が使用される。空気の速度はスロツト
の中で約20m/秒である。
る。空気流入口は、実際には、フインを取り除い
て形成されたチユーブの間のスペースである。こ
れらの開口部は前側壁部および後側壁部の幅全体
にわたつて形成されている。流動層が常温モード
で操作される場合の圧力降下を減少させるために
2組の開口部が形成されている。加温作動中は1
組の開口部が使用される。空気の速度はスロツト
の中で約20m/秒である。
メンブレンウオールはチユーブの浸食を回避す
るために垂直方向に完全に平滑に形成されてい
る。冷却はメンブレンウオールによつて行われ
る。
るために垂直方向に完全に平滑に形成されてい
る。冷却はメンブレンウオールによつて行われ
る。
反応器の高さは木炭粒子を合理的に燃焼させる
ように選択されている。木炭粒子を完全に燃焼さ
せることはできないので、反応器を過度に高くす
る必要はない。反応器の幅は代表的には8m/秒
の速度、30%の過剰空気率において2.5MWの出
力を発生するように選択されている。
ように選択されている。木炭粒子を完全に燃焼さ
せることはできないので、反応器を過度に高くす
る必要はない。反応器の幅は代表的には8m/秒
の速度、30%の過剰空気率において2.5MWの出
力を発生するように選択されている。
ガスの平均速度は5−10m/秒であり、代表的
には、約8m/秒である。ガスと粒子の混合物の
平均密度は代表的には5−100Kg/m3である。平
均粒度は代表的には0.1〜0.5mmである。
には、約8m/秒である。ガスと粒子の混合物の
平均密度は代表的には5−100Kg/m3である。平
均粒度は代表的には0.1〜0.5mmである。
反応器中の圧力降下は殆んど粒子混合物の平均
密度のみに依存しており、そして代表的には
3000paである。
密度のみに依存しており、そして代表的には
3000paである。
粒子分離器5の入口である反応器の頂部は方向
転換をある程度円滑にするために丸く形成された
単なる90゜ベンドである。反応器の壁部に連続し
て延びて粒子分離器および底部の壁部と結合して
いる。
転換をある程度円滑にするために丸く形成された
単なる90゜ベンドである。反応器の壁部に連続し
て延びて粒子分離器および底部の壁部と結合して
いる。
底 部
底部3は、前述したように、実際には、反応器
の拡大部分に過ぎない。水平方向の面積は反応器
4の横断面積の二倍になつている。底部3の高さ
は二次空気入口により決定され、そして0.8mな
いし1.2mの範囲内で変更することができる。こ
の拡大部分は粒子の滞留時間を最大にししかも依
然として垂直方向の高さをできるだけ低く保つと
いう要望により決定される。底部は圧力降下に可
成り影響をおよぼす。底部の圧力降下は代表的に
は15KPaから7KPaまでの範囲内で変化する。
の拡大部分に過ぎない。水平方向の面積は反応器
4の横断面積の二倍になつている。底部3の高さ
は二次空気入口により決定され、そして0.8mな
いし1.2mの範囲内で変更することができる。こ
の拡大部分は粒子の滞留時間を最大にししかも依
然として垂直方向の高さをできるだけ低く保つと
いう要望により決定される。底部は圧力降下に可
成り影響をおよぼす。底部の圧力降下は代表的に
は15KPaから7KPaまでの範囲内で変化する。
デイストリビユータ、すなわち、底板21はフ
イン付きチユーブで形成され、そして前側壁部2
3の延長部分にすぎない。これらのウオールチユ
ーブはさらに連続して延び、そして空気プリナム
2の後側壁部および床25を形成している。この
ようにして、空気プリナム2が冷却され、そして
始動バーナ1からの輝炎を持続させることができ
る。
イン付きチユーブで形成され、そして前側壁部2
3の延長部分にすぎない。これらのウオールチユ
ーブはさらに連続して延び、そして空気プリナム
2の後側壁部および床25を形成している。この
ようにして、空気プリナム2が冷却され、そして
始動バーナ1からの輝炎を持続させることができ
る。
底部3は混合室、準理論的燃焼/熱分解領域、
動的ダンパーおよび低負荷燃焼部分のようないく
つかの目的をはたしている。
動的ダンパーおよび低負荷燃焼部分のようないく
つかの目的をはたしている。
すべての再循環ライン9は後側壁部の二次空気
入口の下方に延びている。L字形の弁8および沈
降室およびサイクロン11からのスタンドパイプ
9が壁部を通して延び、そして壁部と同一の高さ
で終端している。燃料は底部3の中に送入される
が、これは混合および滞留時間のために有利であ
る。また、NOxおよびSOxを減少させる能力は
この領域により高められる。しかし、燃料ライン
の背圧は系統中のいかなる個所でも最高である。
燃料は壁部を通してスクリユーフイーダーにより
供給することができる。
入口の下方に延びている。L字形の弁8および沈
降室およびサイクロン11からのスタンドパイプ
9が壁部を通して延び、そして壁部と同一の高さ
で終端している。燃料は底部3の中に送入される
が、これは混合および滞留時間のために有利であ
る。また、NOxおよびSOxを減少させる能力は
この領域により高められる。しかし、燃料ライン
の背圧は系統中のいかなる個所でも最高である。
燃料は壁部を通してスクリユーフイーダーにより
供給することができる。
底部の中への空気の分配は100mmの間隔でチユ
ーブフインに溶接された空気ノズルによつてなさ
れる。これらの空気ノズルは短いチユーブおよび
頭部で形成されている。頭部は円筒形であり、そ
の円周方向に6個の穴が形成されている。これら
の穴は下向きに15゜の角度に形成されて流動層物
質の後方への漏洩を阻止している。圧力降下はエ
アジエツトの運動量を最小限にとどめるためにこ
れらの穴の中ではなく保持チユーブの中で生ずる
ようになつている。
ーブフインに溶接された空気ノズルによつてなさ
れる。これらの空気ノズルは短いチユーブおよび
頭部で形成されている。頭部は円筒形であり、そ
の円周方向に6個の穴が形成されている。これら
の穴は下向きに15゜の角度に形成されて流動層物
質の後方への漏洩を阻止している。圧力降下はエ
アジエツトの運動量を最小限にとどめるためにこ
れらの穴の中ではなく保持チユーブの中で生ずる
ようになつている。
一次粒子分離器
粒子分離器5は反応器4の頂部と、沈降室7に
至る第1垂直通路7aの第1部分との間に配置さ
れている。粒子分離器5は二つの部分、すなわ
ち、粒子貯蔵部6の垂直方向に上方に配置された
第1部分と、垂直通路7aの前記第1部分の中に
配置された第2部分とを備えている。分離器5a
は垂直方向に延びる千鳥形のU字形ビームからな
り、そして分離器5bは垂直方向に傾斜して延び
る同様なU字形ビームからなつている。U字形ビ
ームは循環するガスおよび粒子の混合物に向かつ
て開口している。粒子分離器5は第一工程で流動
層物質と燃焼ガスとを分離する。粒子分離器5の
効率はガスの速度および粒子の負荷により左右さ
れる。粒子の負荷が高く、そしてガスの速度が低
いと効率が増大する。通常、効率は95%よりも良
好であることが判明した。
至る第1垂直通路7aの第1部分との間に配置さ
れている。粒子分離器5は二つの部分、すなわ
ち、粒子貯蔵部6の垂直方向に上方に配置された
第1部分と、垂直通路7aの前記第1部分の中に
配置された第2部分とを備えている。分離器5a
は垂直方向に延びる千鳥形のU字形ビームからな
り、そして分離器5bは垂直方向に傾斜して延び
る同様なU字形ビームからなつている。U字形ビ
ームは循環するガスおよび粒子の混合物に向かつ
て開口している。粒子分離器5は第一工程で流動
層物質と燃焼ガスとを分離する。粒子分離器5の
効率はガスの速度および粒子の負荷により左右さ
れる。粒子の負荷が高く、そしてガスの速度が低
いと効率が増大する。通常、効率は95%よりも良
好であることが判明した。
分離された粒子は粒子貯蔵部の中に直接に送ら
れ、一方ガスは垂直放射および熱伝導通路および
沈降室7に連続して流れる。
れ、一方ガスは垂直放射および熱伝導通路および
沈降室7に連続して流れる。
粒子分離器5は粒子トラツプとしてまたは実際
にはラビリンスとして作動する。千鳥形に配置さ
れたU字形ビームがトラツプを構成している。こ
のU字形ビームはガスを曲りくねつた流線形に流
し、一方粒子は真直ぐに流れて垂直方向に配置さ
れた、すなわち、全般的に下方に向いたU字形ビ
ームの中に流入する傾向を有している。粒子がU
字形ビームの底部に衝突したときに、粒子ははね
返りそして戻るかまたは単にビームに沿つて落下
する。このビームは粒子貯蔵部のルーフ、すなわ
ち、後壁部の穴に終端している。
にはラビリンスとして作動する。千鳥形に配置さ
れたU字形ビームがトラツプを構成している。こ
のU字形ビームはガスを曲りくねつた流線形に流
し、一方粒子は真直ぐに流れて垂直方向に配置さ
れた、すなわち、全般的に下方に向いたU字形ビ
ームの中に流入する傾向を有している。粒子がU
字形ビームの底部に衝突したときに、粒子ははね
返りそして戻るかまたは単にビームに沿つて落下
する。このビームは粒子貯蔵部のルーフ、すなわ
ち、後壁部の穴に終端している。
上記の分離作用は第3図および第4図に例示し
てあり、第4図で矢印31は粒子貯蔵部6の中に
落下する分離された粒子を示す。
てあり、第4図で矢印31は粒子貯蔵部6の中に
落下する分離された粒子を示す。
この型式の粒子分離器は、実際に、該粒子分離
器全体を上部または下部をシール可能にし、しか
も該粒子分離器全体を完全に冷却されたボイラ本
体と全く一体に構成された状態に維持するために
必要な二次元に構成されている。さらに、このラ
ビリンス型の粒子分離器は高速流動層の極めて高
い粒子負荷(例えば、100Kg/m3)を取り扱うた
めに最も好適であることが判明した。
器全体を上部または下部をシール可能にし、しか
も該粒子分離器全体を完全に冷却されたボイラ本
体と全く一体に構成された状態に維持するために
必要な二次元に構成されている。さらに、このラ
ビリンス型の粒子分離器は高速流動層の極めて高
い粒子負荷(例えば、100Kg/m3)を取り扱うた
めに最も好適であることが判明した。
粒子分離器ビームは冷却されないで、しかも上
端部が長手方向に固定されているのみであり、冷
却されるボイラのルーフおよび下方に延びる通路
7aと上方に延びる通路7bとの間の冷却される
壁部7cの中に吊されている。各々のビームの他
方の端部は対応した穴を通して粒子貯蔵部の中に
通すことにより単に弛く固定されている。
端部が長手方向に固定されているのみであり、冷
却されるボイラのルーフおよび下方に延びる通路
7aと上方に延びる通路7bとの間の冷却される
壁部7cの中に吊されている。各々のビームの他
方の端部は対応した穴を通して粒子貯蔵部の中に
通すことにより単に弛く固定されている。
粒子貯蔵部6のルーフの上方のU字形ビームは
垂直方向に対して僅かな角度をなしており、一方
下向き通路7aの中のU字形ビームは水平方向に
対して代表的には60゜の角度をなしている。
垂直方向に対して僅かな角度をなしており、一方
下向き通路7aの中のU字形ビームは水平方向に
対して代表的には60゜の角度をなしている。
最後に、機械的な一次粒子分離器について述べ
ると、「ラビリンス」なる用語は広くそして一般
的な意味として解釈すべきであり、従つて例えば
いわゆるシヤツター型分離器、換言すると、重力
および運動量分離構造、すなわち、遠心分離によ
らない構造をも包含するものと解釈すべきである
ことを強調すべきである。
ると、「ラビリンス」なる用語は広くそして一般
的な意味として解釈すべきであり、従つて例えば
いわゆるシヤツター型分離器、換言すると、重力
および運動量分離構造、すなわち、遠心分離によ
らない構造をも包含するものと解釈すべきである
ことを強調すべきである。
粒子貯蔵部
粒子貯蔵部6は反応器4と下向き通路7aとの
間に配置されている。共通の壁部6a,6bは冷
却されている。横方向部分はほぼ0.5m×0.7mで
ある。貯蔵容積は灰取出し部分である好適なドレ
ンにより決定される。粒子はルーフおよび後壁部
の上側の3分の1の部分から貯蔵部に入る。粒子
は貯蔵部6から出口穴26を経てスタンドパイプ
に入る。これらの穴26は床の半分以上を蔽つて
いない。残りの部分はこの場合には空気である流
動化作用物質のための分配板である。
間に配置されている。共通の壁部6a,6bは冷
却されている。横方向部分はほぼ0.5m×0.7mで
ある。貯蔵容積は灰取出し部分である好適なドレ
ンにより決定される。粒子はルーフおよび後壁部
の上側の3分の1の部分から貯蔵部に入る。粒子
は貯蔵部6から出口穴26を経てスタンドパイプ
に入る。これらの穴26は床の半分以上を蔽つて
いない。残りの部分はこの場合には空気である流
動化作用物質のための分配板である。
貯蔵部はこのようにして流動化させることがで
きる。流動化に必要な空気量は主空気供給量の
0.2%にすぎない。
きる。流動化に必要な空気量は主空気供給量の
0.2%にすぎない。
貯蔵部中の流動層の流動化は灰取出しライン
(図示せず)およびL字形弁8に至るスタンドパ
イプに粒子を円滑に供給するためのみに必要であ
つて、その他のいかなる理由にもよるものではな
い。
(図示せず)およびL字形弁8に至るスタンドパ
イプに粒子を円滑に供給するためのみに必要であ
つて、その他のいかなる理由にもよるものではな
い。
貯蔵層の高さは底部3および反応器4の中の圧
力降下により決定される。貯蔵層の容積は反応器
4の物質含有量を変更する必要により決定され
る。開示した実施態様においては、この容積によ
り約1メートルトンのボイラ中の代表的な全粒子
容量および約500Kgの貯蔵質量が決定される。
力降下により決定される。貯蔵層の容積は反応器
4の物質含有量を変更する必要により決定され
る。開示した実施態様においては、この容積によ
り約1メートルトンのボイラ中の代表的な全粒子
容量および約500Kgの貯蔵質量が決定される。
始動および層材料の新替えのために、貯蔵部の
壁部に弁を備えた簡単な穴を設けることができ
る。
壁部に弁を備えた簡単な穴を設けることができ
る。
沈降室および放射熱交換器
粒子分離器5を通過したガスは下向きの「空
間」通路7aに流入する。この通路7aは円錐形
底部28に終端しており、底部28においてガス
はU字形ベントを通つて上向き通路7bの中に流
入する。円錐形底部28におけるスペースはある
付加的な量の粒子が分離される沈降室の役目をす
る。
間」通路7aに流入する。この通路7aは円錐形
底部28に終端しており、底部28においてガス
はU字形ベントを通つて上向き通路7bの中に流
入する。円錐形底部28におけるスペースはある
付加的な量の粒子が分離される沈降室の役目をす
る。
従つて、下向きの垂直通路7aには、熱交換器
は全く挿入されていない。壁部は冷却され、そし
て完全にダスト負荷されたガスが通過するが、こ
れは壁部への放射による伝熱と対流による伝熱が
ほぼ等しい比率であることを意味する。
は全く挿入されていない。壁部は冷却され、そし
て完全にダスト負荷されたガスが通過するが、こ
れは壁部への放射による伝熱と対流による伝熱が
ほぼ等しい比率であることを意味する。
円錐形底部28は、部分的に冷却することがで
きない。粒子は簡単な穴を経てスタンドパイプ9
aから直接に底部3の中に入る。
きない。粒子は簡単な穴を経てスタンドパイプ9
aから直接に底部3の中に入る。
対流熱交換器
対流熱交換器10はU字形に形成された排気ボ
イラ部分の上向き通路7bの中に配置されてい
る。壁部は冷却装置の中に一体化されている。こ
の熱交換器は「フラグ」(flag)型のチユーブを
備えており、スペースを拡大した部分はなくしか
も千鳥のパターンのかわりに直線のパターンにな
つている。
イラ部分の上向き通路7bの中に配置されてい
る。壁部は冷却装置の中に一体化されている。こ
の熱交換器は「フラグ」(flag)型のチユーブを
備えており、スペースを拡大した部分はなくしか
も千鳥のパターンのかわりに直線のパターンにな
つている。
L字形の弁およびスタンドパイプ
粒子貯蔵部6、沈降室7およびサイクロン11
からの粒子はスタンドパイプ9を経て底部3の中
に再び導入される。これらのスタンドパイプ9は
通常別々に流動化されることはなく、ボイラの作
動状態のために流動化したモードで作用する。
からの粒子はスタンドパイプ9を経て底部3の中
に再び導入される。これらのスタンドパイプ9は
通常別々に流動化されることはなく、ボイラの作
動状態のために流動化したモードで作用する。
粒子貯蔵部6からの粒子の流れは機械的に作動
しない弁、いわゆる、L字形の弁により制御され
る。これらの弁は完全に閉ざすことができる制御
弁である。粒子の流量は符号35で示したような
L字形の急激なわん曲部の真上の位置で外部から
供給される空気によつて制御される。L字形弁は
この分野の産業において顆粒状物質の流れを制御
するために開発されている。しかしながら、L字
形弁は高温度の物質を取り扱うこの用途に最も好
適であることが判明した。
しない弁、いわゆる、L字形の弁により制御され
る。これらの弁は完全に閉ざすことができる制御
弁である。粒子の流量は符号35で示したような
L字形の急激なわん曲部の真上の位置で外部から
供給される空気によつて制御される。L字形弁は
この分野の産業において顆粒状物質の流れを制御
するために開発されている。しかしながら、L字
形弁は高温度の物質を取り扱うこの用途に最も好
適であることが判明した。
制御可能な範囲は、最大流量と最小流量との間
の比が1から10の間で変えられうる範囲である。
ボイラの始動中、正規作動中の流量の1%ないし
5%の流量で再循環させる必要がある。それ故
に、2個の全範囲の弁の使用に加えて、別個の始
動用弁を設置すると好適である。全負荷スタンド
パイプおよびL字形弁の横断面は正方形であり、
一方小さい始動弁は円形である。
の比が1から10の間で変えられうる範囲である。
ボイラの始動中、正規作動中の流量の1%ないし
5%の流量で再循環させる必要がある。それ故
に、2個の全範囲の弁の使用に加えて、別個の始
動用弁を設置すると好適である。全負荷スタンド
パイプおよびL字形弁の横断面は正方形であり、
一方小さい始動弁は円形である。
3個の弁の各々は別々の空気供給口35を有し
ており、従つて各々の弁は別々に制御することが
できる。これらの弁の水平方向の部分は殆ど完全
に閉ざしかつ全負荷能力を維持することができる
ようにするためにスタンドパイプの直径の約4倍
である。L字形弁を通して後方の部分の圧力降下
は水平部分および垂直部分の全長に流動層材料の
密度を乗じた値よりも若干小さい。
ており、従つて各々の弁は別々に制御することが
できる。これらの弁の水平方向の部分は殆ど完全
に閉ざしかつ全負荷能力を維持することができる
ようにするためにスタンドパイプの直径の約4倍
である。L字形弁を通して後方の部分の圧力降下
は水平部分および垂直部分の全長に流動層材料の
密度を乗じた値よりも若干小さい。
L字形弁の設計については、例えば、米国シカ
ゴ市のガス技術協会のテー・エム・ノートン氏お
よびアイ・ハーサン氏著の「機械的に作動しない
弁を使用した固体の流れの制御」を参照された
い。これは1977年10月31日から11月2日までの期
間イリノイ州シカゴ市で開催された第9回合成パ
イプラインガスシンポジウムにおいて提出された
論文であり、この論文の内容は参考のためにこの
明細書に記載してある。
ゴ市のガス技術協会のテー・エム・ノートン氏お
よびアイ・ハーサン氏著の「機械的に作動しない
弁を使用した固体の流れの制御」を参照された
い。これは1977年10月31日から11月2日までの期
間イリノイ州シカゴ市で開催された第9回合成パ
イプラインガスシンポジウムにおいて提出された
論文であり、この論文の内容は参考のためにこの
明細書に記載してある。
「いわゆる、L字形弁」なる用語が同時的な流
動化を使用することにより同じ制御性を与えるJ
型弁のような変型を包含していることは明らかで
あろう。
動化を使用することにより同じ制御性を与えるJ
型弁のような変型を包含していることは明らかで
あろう。
沈降室7およびサイクロン11からのスタンド
パイプ9b,9cは水平面に対して約60゜を越え
る角度を有している。ガスの逆流を回避するため
に、スタンドパイプ9b,9Cは乱流層か存在す
る二次空気入口の下方で終端させることが肝要で
ある。これは底部とスタンドパイプの入口との間
の圧力差と釣り合うようにスタンドパイプの中に
流動層物質のプラグが常に存在していることを意
味している。従つて、垂直方向に突出したスタン
ドパイプの長さは底部3の圧力に相当する高さよ
りも大きくなければならない。その場合に、スタ
ンドパイプを通してのガスの逆流は最小の流動化
のために必要な流量を超えてはならない。最小の
流動化に必要な流量はガスの主な流れに較べると
極めて小さい。
パイプ9b,9cは水平面に対して約60゜を越え
る角度を有している。ガスの逆流を回避するため
に、スタンドパイプ9b,9Cは乱流層か存在す
る二次空気入口の下方で終端させることが肝要で
ある。これは底部とスタンドパイプの入口との間
の圧力差と釣り合うようにスタンドパイプの中に
流動層物質のプラグが常に存在していることを意
味している。従つて、垂直方向に突出したスタン
ドパイプの長さは底部3の圧力に相当する高さよ
りも大きくなければならない。その場合に、スタ
ンドパイプを通してのガスの逆流は最小の流動化
のために必要な流量を超えてはならない。最小の
流動化に必要な流量はガスの主な流れに較べると
極めて小さい。
従つて、サイクロン11および沈降室7からの
粒子の質量流量は制御されないが、それらからの
スタンドパイプ9bおよび9cにおける物質の詰
り高さである物質のレベルが装置の残部における
圧力降下により決定される値に保たれるような自
動調節される。
粒子の質量流量は制御されないが、それらからの
スタンドパイプ9bおよび9cにおける物質の詰
り高さである物質のレベルが装置の残部における
圧力降下により決定される値に保たれるような自
動調節される。
すべてのスタンドパイプおよびL字形弁は冷却
されず、そして絶縁されている。
されず、そして絶縁されている。
スタンドパイプの構造は種々に構成することが
できる。しかし、基本的な原理、すなわち、角度
を大きくし、チユーブを平滑にしかつ底部の端部
を緻密な層領域に接続することは守らなければな
らない。
できる。しかし、基本的な原理、すなわち、角度
を大きくし、チユーブを平滑にしかつ底部の端部
を緻密な層領域に接続することは守らなければな
らない。
サイクロン
サイクロン11は高いダスト負荷のための標準
サイクロンである。サイクロン11は250℃以下
の温度で作動するものであり、従つて重要な構成
部分ではない。サイクロン11は後続するバグフ
イルタ(図示せず)のためのダスト負荷を低く保
つために高い効率を保つべきである。
サイクロンである。サイクロン11は250℃以下
の温度で作動するものであり、従つて重要な構成
部分ではない。サイクロン11は後続するバグフ
イルタ(図示せず)のためのダスト負荷を低く保
つために高い効率を保つべきである。
サイクロン11は粒子をスタンドパイプの中に
送り戻し、そしてガスが慣用のバグハウスに向か
つて直接に流れる。
送り戻し、そしてガスが慣用のバグハウスに向か
つて直接に流れる。
灰取り出し装置
灰および溶剤は流動層の中で濃縮される。鉱物
質は連続して除去されなければならない。流動層
物質の中の炭素の濃度は1%程度である。この濃
度は転化率に依存して変化するが、この炭素濃度
は再循環ライン中で最も低い。流動層物質はこの
ようにして粒子貯蔵部から好適に排出される。
質は連続して除去されなければならない。流動層
物質の中の炭素の濃度は1%程度である。この濃
度は転化率に依存して変化するが、この炭素濃度
は再循環ライン中で最も低い。流動層物質はこの
ようにして粒子貯蔵部から好適に排出される。
作動の制御
反応器中の熱伝達は可変でありそして制御可能
である。装置の残りの部分における熱伝達は共通
の規則に従つて変化する。
である。装置の残りの部分における熱伝達は共通
の規則に従つて変化する。
流動層物質の中の石炭の濃度は変化しかつ粒
度、酸素の濃度および流動層の温度に依存する。
度、酸素の濃度および流動層の温度に依存する。
これはすべての負荷および過剰空気比に対して
所定の炭素濃度が存在していることを意味してい
る。もしも温度が上昇すると、「平衡」濃度がよ
り低くなる。もしも異なる燃料を燃焼させるとす
れば、反応器と対流部分との間の冷却作用の平衡
が変化し、またもしも流動層の温度が850℃に保
たれれば、最適の燃焼状態が得られ、そしてもし
も負荷が変化すれば、冷却水の温度が変化する。
これは冷却作用に大きい影響をおよぼさない。
所定の炭素濃度が存在していることを意味してい
る。もしも温度が上昇すると、「平衡」濃度がよ
り低くなる。もしも異なる燃料を燃焼させるとす
れば、反応器と対流部分との間の冷却作用の平衡
が変化し、またもしも流動層の温度が850℃に保
たれれば、最適の燃焼状態が得られ、そしてもし
も負荷が変化すれば、冷却水の温度が変化する。
これは冷却作用に大きい影響をおよぼさない。
慣行としては、負荷の変化により燃料の供給量
が変更され、そして燃料供給量の変更は当初流動
層の中の炭素の濃度に影響をおよぼす。その結
果、化学反応により発生した熱が変化し、そして
勿論流動層の温度が変化する。このため、冷却作
用が変化する。
が変更され、そして燃料供給量の変更は当初流動
層の中の炭素の濃度に影響をおよぼす。その結
果、化学反応により発生した熱が変化し、そして
勿論流動層の温度が変化する。このため、冷却作
用が変化する。
しかしながら、燃料の流量の増大は炭素の濃
度、放出される熱および温度もまた増大すること
を意味する。しかしながら、高温度においては、
平衡状態を得るために炭素の濃度を当初の濃度よ
りも低くすることが要求される。これは制御にお
いて代表的な「行過ぎ量」を生ずる。
度、放出される熱および温度もまた増大すること
を意味する。しかしながら、高温度においては、
平衡状態を得るために炭素の濃度を当初の濃度よ
りも低くすることが要求される。これは制御にお
いて代表的な「行過ぎ量」を生ずる。
ボイラの負荷により燃料供給量および空気の流
量を制御する古典的な制御方法は高速流動層に対
しては非常に良好には作用しない。化学反応とエ
ネルギーの発生とをつなぐきずながなくなり、
「行過ぎ量」の血管を生じ、そして同時に初期反
応を生ずる。
量を制御する古典的な制御方法は高速流動層に対
しては非常に良好には作用しない。化学反応とエ
ネルギーの発生とをつなぐきずながなくなり、
「行過ぎ量」の血管を生じ、そして同時に初期反
応を生ずる。
さて、化学反応の量を制御するのは流動層の炭
素の濃度ではなく、燃焼領域中の物質含有量であ
る。もしも循環流速を増大させると、これにより
反応器中の密度が自動的に増大する。密度の増大
はまた反応器の中の炭素の質量の増大を意味す
る。
素の濃度ではなく、燃焼領域中の物質含有量であ
る。もしも循環流速を増大させると、これにより
反応器中の密度が自動的に増大する。密度の増大
はまた反応器の中の炭素の質量の増大を意味す
る。
このようにして、循環流速の増大により、炭素
が消費されるまで壁部に伝達される熱流束が増大
しかつ発生熱が増大する。この現象は迅速であ
り、そして燃料供給量を増すことにより炭素の濃
度を高める方法よりもはるかに早い。
が消費されるまで壁部に伝達される熱流束が増大
しかつ発生熱が増大する。この現象は迅速であ
り、そして燃料供給量を増すことにより炭素の濃
度を高める方法よりもはるかに早い。
従つて、本発明は流動層物質の中に蓄積した炭
素および粒子再循環物質束に対する熱伝達の変化
のために高速流動層がその他のいかなる型式のボ
イラとしても反応しないことを考慮して再循環流
量を制御系の中に包含すべきであることを提案し
ている。
素および粒子再循環物質束に対する熱伝達の変化
のために高速流動層がその他のいかなる型式のボ
イラとしても反応しないことを考慮して再循環流
量を制御系の中に包含すべきであることを提案し
ている。
従つて、本発明による新規の制御方法は流動層
物質の温度がボイラ負荷に依存する最循環流速を
調整することにより実質的に一定に維持されるこ
とを意味している。流動層の温度は代表的には50
℃の区間以内に保たれ、この温度の区間は約700
℃から約900℃までの作動温度区間以内に自由選
択により設定される。
物質の温度がボイラ負荷に依存する最循環流速を
調整することにより実質的に一定に維持されるこ
とを意味している。流動層の温度は代表的には50
℃の区間以内に保たれ、この温度の区間は約700
℃から約900℃までの作動温度区間以内に自由選
択により設定される。
再循環流量の調整を含むこの方法の二つの好ま
しい実施態様が考えられる。
しい実施態様が考えられる。
第一実施態様はボイラ負荷が流動層の温度に影
響をおよぼす再循環流量を調整し、一方流動層の
温度が反応器に供給される燃料および空気の量を
調整することを意味している。
響をおよぼす再循環流量を調整し、一方流動層の
温度が反応器に供給される燃料および空気の量を
調整することを意味している。
第二実施態様はボイラ負荷が反応器に供給され
る燃料および空気の量を調整し、一方流動層の温
度が再循環流量を調整することを意味している。
る燃料および空気の量を調整し、一方流動層の温
度が再循環流量を調整することを意味している。
この新規の方法は負荷の変化に対して殆ど瞬間
的なレスポンスを与えるので、化学反応とエネル
ギーの発生とのつなぎがなくなること、伝熱、行
過ぎ量および負のレスポンスに係わる問題がなく
なる。
的なレスポンスを与えるので、化学反応とエネル
ギーの発生とのつなぎがなくなること、伝熱、行
過ぎ量および負のレスポンスに係わる問題がなく
なる。
燃料および空気の供給量を好適に調整すること
は主として燃料の流量が制御され、空気の流量が
燃料の流量に応答して制御されることを意味す
る。しかしながら、その反対の方法も可能であ
る。
は主として燃料の流量が制御され、空気の流量が
燃料の流量に応答して制御されることを意味す
る。しかしながら、その反対の方法も可能であ
る。
認識されるべきことであるが、反応器中の炭素
の物質含有量、温度および酸素の濃度が燃焼され
る燃料の量を決定する。それ故に、もしも空気の
流量が燃料の流量のみにより制御されるとすれ
ば、過剰空気比が変動する。従つて、酸素の濃度
もまた空気の流量を制御すべきである。
の物質含有量、温度および酸素の濃度が燃焼され
る燃料の量を決定する。それ故に、もしも空気の
流量が燃料の流量のみにより制御されるとすれ
ば、過剰空気比が変動する。従つて、酸素の濃度
もまた空気の流量を制御すべきである。
本発明による新規の方法の上記の二つの実施態
様を第5図および第6図のそれぞれに例示してあ
る。
様を第5図および第6図のそれぞれに例示してあ
る。
第5図および第6図の二つの制御装置は両方
共、下記の主要構成部分を備えている。すなわ
ち、ドーム圧力センサ51、ドーム圧力調整器5
3、L字形弁空気流量調整器55、L字形弁空気
流量制御弁57、L字形弁空気流量センサ59、
流動層温度センサ61、流動層温度調整器63、
燃料流量調整器65、総空気流量調整器67、総
空気流量制御装置69、総空気流量センサ71、
二次空気流量調整器73、二次空気流量制御装置
75、二次空気流量センサ77、二次空気比調節
器79、O2センサ81、O2調整器83および燃
料・総空気流量比調節器85である。すべての調
整器はPID型である。
共、下記の主要構成部分を備えている。すなわ
ち、ドーム圧力センサ51、ドーム圧力調整器5
3、L字形弁空気流量調整器55、L字形弁空気
流量制御弁57、L字形弁空気流量センサ59、
流動層温度センサ61、流動層温度調整器63、
燃料流量調整器65、総空気流量調整器67、総
空気流量制御装置69、総空気流量センサ71、
二次空気流量調整器73、二次空気流量制御装置
75、二次空気流量センサ77、二次空気比調節
器79、O2センサ81、O2調整器83および燃
料・総空気流量比調節器85である。すべての調
整器はPID型である。
さて、第5図について説明すると、所要動力は
ドーム圧力センサ51により測定される。ドーム
圧力の上昇は燃焼出力が負荷により消費される出
力を上まわつていることを示し、その逆も同じで
ある。
ドーム圧力センサ51により測定される。ドーム
圧力の上昇は燃焼出力が負荷により消費される出
力を上まわつていることを示し、その逆も同じで
ある。
実際のドーム圧力の値とドーム圧力基準値(手
で設定される)との差がドーム圧力調整器53に
入力される。ドーム圧力調整器53の出力はL字
形弁空気流量調整器55への一方の入力(基準)
およびセンサ59から受け入れられた実際のL字
形弁空気流量の値であるその他の入力となること
により再循環流量を制御する。調整器55は弁5
7を制御し、従つてL字形弁の空気流量を制御す
る。
で設定される)との差がドーム圧力調整器53に
入力される。ドーム圧力調整器53の出力はL字
形弁空気流量調整器55への一方の入力(基準)
およびセンサ59から受け入れられた実際のL字
形弁空気流量の値であるその他の入力となること
により再循環流量を制御する。調整器55は弁5
7を制御し、従つてL字形弁の空気流量を制御す
る。
このようにして、ドーム圧力は所要動力の瞬間
的な変化が反応器の粒子密度の変化により満足せ
しめられるように再循環流量を制御する。粒子密
度の増大は伝熱が改良されることを意味し、次い
で、伝熱の改良は流動層の温度が降下し、燃料お
よび空気の流量を増大することが必要であること
を意味している。粒子密度の減少は反対の作用を
生ずる。
的な変化が反応器の粒子密度の変化により満足せ
しめられるように再循環流量を制御する。粒子密
度の増大は伝熱が改良されることを意味し、次い
で、伝熱の改良は流動層の温度が降下し、燃料お
よび空気の流量を増大することが必要であること
を意味している。粒子密度の減少は反対の作用を
生ずる。
流動層の温度はセンサ61により測定されて実
際の流動層の温度の値が一つの入力として流動層
温度調整器に送られる。その他の入力は手で設定
された基準値である。流動層温度調整器63の出
力は燃料基準値であり、そしてこの燃料基準値は
燃料調整器65に送られる。燃料系は燃料基準値
により一定の燃料の流量を与える別個の系であ
る。
際の流動層の温度の値が一つの入力として流動層
温度調整器に送られる。その他の入力は手で設定
された基準値である。流動層温度調整器63の出
力は燃料基準値であり、そしてこの燃料基準値は
燃料調整器65に送られる。燃料系は燃料基準値
により一定の燃料の流量を与える別個の系であ
る。
燃料調整器65の出力、すなわち、実際の燃料
流量の値は空気の流量を制御し、従つてこの燃料
流量値は総空気流量調整器67への一つの入力で
ある。空気の流量は好適な空気と燃料との比率が
得られるように制御される。空気流量調整器67
への他の入力はO2調整器85を経て総空気流量
センサ71から得られる。このようにして、前記
の空気と燃料との比率は煙道ガスのO2含有量に
より調節される。O2含有量はセンサ81により
測定され、O2調整器83に一つの入力を与える。
O2調整器83への他の入力は手操作で設定され
たO2基準値である。O2調整器83の出力はO2調
整器85を制御する。総空気流量調整器67は好
適な流量制御装置69により総空気流量を制御す
る。
流量の値は空気の流量を制御し、従つてこの燃料
流量値は総空気流量調整器67への一つの入力で
ある。空気の流量は好適な空気と燃料との比率が
得られるように制御される。空気流量調整器67
への他の入力はO2調整器85を経て総空気流量
センサ71から得られる。このようにして、前記
の空気と燃料との比率は煙道ガスのO2含有量に
より調節される。O2含有量はセンサ81により
測定され、O2調整器83に一つの入力を与える。
O2調整器83への他の入力は手操作で設定され
たO2基準値である。O2調整器83の出力はO2調
整器85を制御する。総空気流量調整器67は好
適な流量制御装置69により総空気流量を制御す
る。
総空気流量は一次空気流量および二次空気流量
を含んでいる。二次空気の流量は好適な流量制御
装置75を作動させる二次空気流量調整器73に
より制御される。調整器73への基準入力はセン
サ71から得られた実際の総空気流量値であり、
また調整器73への他の入力は実際の二次空気流
量のセンサ77から手動調節器79を介して得ら
れる。手動調節器79により、二次空気の流量と
総空気流量との間に望ましい比率を設定すること
ができる。
を含んでいる。二次空気の流量は好適な流量制御
装置75を作動させる二次空気流量調整器73に
より制御される。調整器73への基準入力はセン
サ71から得られた実際の総空気流量値であり、
また調整器73への他の入力は実際の二次空気流
量のセンサ77から手動調節器79を介して得ら
れる。手動調節器79により、二次空気の流量と
総空気流量との間に望ましい比率を設定すること
ができる。
第6図について述べると、この図に示した系は
第5図に示した系とは二つの点で異なつている。
先づ、ドーム圧力調整器53の出力はL字形弁空
気流量基準値のかわりに燃料流量基準値である。
第二に、流動層温度調整器63の出力は燃料流量
基準値のかわりにL字形弁空気流量基準値であ
る。また、流動層温度調整器63は適応性を有し
かつ例えばボイラ出力に依存する外部から制御さ
れるパラメータを有している。総空気流量および
二次空気流量の制御については同じである。
第5図に示した系とは二つの点で異なつている。
先づ、ドーム圧力調整器53の出力はL字形弁空
気流量基準値のかわりに燃料流量基準値である。
第二に、流動層温度調整器63の出力は燃料流量
基準値のかわりにL字形弁空気流量基準値であ
る。また、流動層温度調整器63は適応性を有し
かつ例えばボイラ出力に依存する外部から制御さ
れるパラメータを有している。総空気流量および
二次空気流量の制御については同じである。
最後に、本発明による制御方法がボイラまたは
燃料供給装置に関してなんら変更を必要としない
で種々の燃料を燃焼させることができることを意
味していることを強調すべきである。事実、燃料
の置換に起因する運転に対する影響は細循環流量
を調整することにより極めて容易に取り扱うこと
ができる。
燃料供給装置に関してなんら変更を必要としない
で種々の燃料を燃焼させることができることを意
味していることを強調すべきである。事実、燃料
の置換に起因する運転に対する影響は細循環流量
を調整することにより極めて容易に取り扱うこと
ができる。
以上、本発明のある好ましい実施態様について
記載したが、種々の変型、変更および代替案を添
付特許請求の範囲の広い解釈により得られる本発
明の精神および範囲内で可能であることは明らか
であろう。
記載したが、種々の変型、変更および代替案を添
付特許請求の範囲の広い解釈により得られる本発
明の精神および範囲内で可能であることは明らか
であろう。
第1図は本発明を実施した高速流動層ボイラの
好ましい一実施態様の略図、第2図は全般的に第
1図による高速流動層ボイラの概略の斜視図であ
り、該ボイラの新規な設計をさらに例示した図、
第3図および第4図は本発明による高速流動層ボ
イラの上部を極めて簡単に示した側面図および頂
面図であり、一体に構成された機械的なラビリン
ス型粒子分離器の全般的な作動を例示した図、第
5図は本発明による高速流動層ボイラの作動を制
御する新規の方法の第1実施態様を例示した概略
のブロツク線図、第6図は本発明による高速流動
層ボイラの作動を制御する新規な方法の第2実施
態様を例示した概略のブロツク線図である。 1……始動バーナ、2……空気プリナム、3…
…底部、4……反応器、5a,5b……一次粒子
分離器、6……粒子貯蔵部、7……U字形パス沈
降室、放射熱交換器、8……L字形弁、9……ス
タンドパイプ、10……対流熱交換器、11……
二次サイクロン分離器、12……燃料供給装置、
13……一次空気供給装置、14……二次空気供
給装置、15……ドーム。
好ましい一実施態様の略図、第2図は全般的に第
1図による高速流動層ボイラの概略の斜視図であ
り、該ボイラの新規な設計をさらに例示した図、
第3図および第4図は本発明による高速流動層ボ
イラの上部を極めて簡単に示した側面図および頂
面図であり、一体に構成された機械的なラビリン
ス型粒子分離器の全般的な作動を例示した図、第
5図は本発明による高速流動層ボイラの作動を制
御する新規の方法の第1実施態様を例示した概略
のブロツク線図、第6図は本発明による高速流動
層ボイラの作動を制御する新規な方法の第2実施
態様を例示した概略のブロツク線図である。 1……始動バーナ、2……空気プリナム、3…
…底部、4……反応器、5a,5b……一次粒子
分離器、6……粒子貯蔵部、7……U字形パス沈
降室、放射熱交換器、8……L字形弁、9……ス
タンドパイプ、10……対流熱交換器、11……
二次サイクロン分離器、12……燃料供給装置、
13……一次空気供給装置、14……二次空気供
給装置、15……ドーム。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 冷却壁を有する反応器4と、一次粒子分離器
5と、ガス通路7,7a,7bと、分離された粒
子を反応器4の底部3の中に再循環させる装置
6,8,9aとを備えた高速流動層ボイラを制御
する方法にして、反応器4の流動層材料の温度を
実質的に一定に、または、比較的狭い温度区間内
に維持する方法において、ボイラ負荷を検出し、
分離された粒子の再循環流通速度を、ボイラ負荷
に依存して、共働する流動化を使用した非機械的
制御弁8を用いて調整し、かくて、反応器流動層
の粒子密度を、従つて、反応器4の冷却壁への熱
伝導を変化させ、上述のように温度を維持し、ま
た、分離された粒子が、前記制御弁8を介し、反
応器の底部3内に再循環される前に、粒子貯蔵部
6に貯蔵され、該粒子貯蔵部6が、反応器4内の
材料量の変化に対する必要により決定される貯蔵
容積を有していることを特徴とする高速流動層ボ
イラを制御する方法。 2 特許請求の範囲第1項に記載の高速流動層ボ
イラを制御する方法において、ボイラの負荷を検
出し、その負荷に応じて粒子再循環の流量を調整
し、また、流動層材料の温度を検出し、その温度
に応じて反応器内への燃料、空気の供給を調整す
ることを特徴とする高速流動層ボイラを制御する
方法。 3 特許請求の範囲第1項に記載の高速流動層ボ
イラを制御する方法において、ボイラの負荷を検
出し、その負荷に応じて反応器内への燃料、空気
の供給を調整し、また、流動層材料の温度を検出
し、その温度に応じて粒子再循環の流量を調整す
ることを特徴とする高速流動層ボイラを制御する
方法。 4 前記特許請求の範囲第1項から第3項までの
いずれか一項に記載の高速流動層ボイラを制御す
る方法において、高速流動層ボイラにおける分離
された材料の再循環速度を調整するために、所謂
L弁型式の弁を使用していることを特徴とする高
速流動層ボイラを制御する方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE8201632 | 1982-03-15 | ||
SE8201632-0 | 1982-03-15 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58501033A Division JPS59500383A (ja) | 1982-03-15 | 1983-03-15 | 高速流動層ボイラ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH028601A JPH028601A (ja) | 1990-01-12 |
JPH0472122B2 true JPH0472122B2 (ja) | 1992-11-17 |
Family
ID=20346265
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58501033A Granted JPS59500383A (ja) | 1982-03-15 | 1983-03-15 | 高速流動層ボイラ |
JP1004572A Granted JPH028601A (ja) | 1982-03-15 | 1989-01-11 | 高速流動層ボイラを制御する方法 |
Family Applications Before (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58501033A Granted JPS59500383A (ja) | 1982-03-15 | 1983-03-15 | 高速流動層ボイラ |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US4538549A (ja) |
EP (2) | EP0158033B1 (ja) |
JP (2) | JPS59500383A (ja) |
AT (1) | ATE75835T1 (ja) |
CA (1) | CA1225292A (ja) |
DE (2) | DE3368318D1 (ja) |
WO (1) | WO1983003294A1 (ja) |
Families Citing this family (61)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3107355C2 (de) * | 1981-02-27 | 1990-11-15 | L. & C. Steinmüller GmbH, 5270 Gummersbach | Verfahren zur Erzeugung einer Wirbelschicht mit Wirbelschichtmassenregulierung |
CA1225292A (en) | 1982-03-15 | 1987-08-11 | Lars A. Stromberg | Fast fluidized bed boiler and a method of controlling such a boiler |
FR2560967B1 (fr) * | 1984-03-08 | 1988-08-26 | Creusot Loire | Procede et appareillage de controle du transfert thermique realise dans un lit fluidise |
US4672918A (en) * | 1984-05-25 | 1987-06-16 | A. Ahlstrom Corporation | Circulating fluidized bed reactor temperature control |
FR2575546B1 (fr) * | 1984-12-28 | 1989-06-16 | Inst Francais Du Petrole | Echangeur perfectionne et methode pour realiser le transfert thermique a partir de particules solides |
SE452359C (sv) * | 1985-04-30 | 1994-01-25 | Kvaerner Generator Ab | Anordning för styrning av värmeövergångstalet vid en CFB-panna |
DK158531C (da) * | 1985-06-13 | 1990-10-29 | Aalborg Vaerft As | Fremgangsmaade til kontinuerlig drift af en cirkulerende fluidiseret bed-reaktor samt reaktor til anvendelse ved udoevelse af fremgangsmaaden |
US4809625A (en) * | 1985-08-07 | 1989-03-07 | Foster Wheeler Energy Corporation | Method of operating a fluidized bed reactor |
US4809623A (en) * | 1985-08-07 | 1989-03-07 | Foster Wheeler Energy Corporation | Fluidized bed reactor and method of operating same |
DE3544425A1 (de) * | 1985-12-16 | 1987-06-25 | Steag Ag | Verfahren zum verbrennen von festen brennstoffen in einer zirkulierenden wirbelschicht und vorrichtung zum durchfuehren dieses verfahrens |
CA1285761C (en) * | 1986-04-01 | 1991-07-09 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Plant for manufacturing cement clinker |
DE3625992A1 (de) * | 1986-07-31 | 1988-02-04 | Steinmueller Gmbh L & C | Verfahren zum verbrennen von kohlenstoffhaltigen materialien in einer zirkulierenden wirbelschicht und wirbelschichtfeuerungsanlage zur durchfuehrung des verfahrens |
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