JPH0474607B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ この発明は流動層燃焼プラントの運転方法に関
する。

＜従来の技術及びその問題点＞ 石炭等を燃料とし、しかもその燃焼効率が重要
視される流動層ボイラ、特に発電用流動層ボイラ
は、その主燃焼炉（以下「MBC」と略記する）
の燃焼効率を補う目的で、MBCで生成した飛散
灰を後流部に設置してある集塵器で捕集し、その
捕集灰を別設の再燃焼炉（以下「CBC」と略記
する）へ送入燃焼して、ボイラ全体としての燃焼
効率、すなわちい総合燃焼効率の向上を図るのが
一般的である。

しかるに、従来、CBCはMBCに対して従属的
存在であることから、その構成及び機能には余り
考慮が払われておらず、例えば燃焼室に相当する
ベツドの構成にしても単一セルで構成させた極く
簡単なもので済ませていた。

しかし、最近の燃料事情について考えると今後
種々の性状の燃料を使用せざるを得ず、かつ電力
需要も省エネルギー化の観点から各機器の運転停
止を頻繁に行う等のため負荷変動も大きくなるこ
とが考えられ、従来形式のCBCでは十分に対応
することができない。今後対処せねばならない問
題を具体的に示すと、 (1) MBCの負荷変化の幅が大きくなることによ
り、また石炭の性状が変化することにより未燃
分を含有する灰の量が大きく変化する。

(2) 使用する石炭の種類またはMBCの運転条件
によつて灰分中に含有する未燃分の量が相違
し、この結果捕集灰の単位量当りの発熱量が変
動する。

以上２点に集約されるが、従来形式のCBCで
上記の点につき対応しようとすると次の様な問題
が生じる。すなわち、 Ａ MBC負荷が低い場合は、灰の生成量も少な
いため、CBCの連続運転は不可能となる。つ
まり、CBCの容量は、MBCの最大負荷時の灰
量を処理出来るように設計されてあるため、少
量の灰では燃焼が継続できない。したがつて、
この場合は灰を貯えながらのバツチ運転を行わ
ざるを得ない。

Ｂ 石炭の種類やMBCの運転条件によつて、灰
中未燃カーボン量が減少した場合も、上記Ａと
同様の対応が必要となる。

さらに、バツチ運転は次のような問題点を包
蔵している。

(a) 流動送プラントにおいてはMBC及びCBC
で回収した熱により蒸気を発生させ、流動層
ボイラとして利用されるので、ボイラとして
の出力を一定に保持するためにはCBCの運
転、停止に対応してMBCの負荷を増減させ
ねばならず、運転上の外乱要因となる。

(b) プラントとして低負荷運転が連続する場合
には、CBC運転時だけMBC全負荷運転のた
めの動力がきわ立つて消費されることにな
り、いわゆる所内率を悪化させることにな
る。

以上に加えて、流動層自体が大きな熱容量を有
しているためCBCをバツチ運転した場合、また
はMBCの負荷制御操作を行つた場合等において、
制御遅れが生じ、負荷変動要求に対して迅速に対
応できないという問題もある。

＜問題点をが解決するための手段＞ この発明は上述した問題点に鑑み構成したもの
であり、CBCの制御範囲を拡大し得るよう構成
することによりCBCのバツチ運転を廃して制御
性を向上させ、かつ負荷変動デマンドに対して迅
速に対応し得るようにした流動層燃焼プラントの
運転方法である。

＜手段の概要＞ 要するにこの発明はCBC上流側にMBCの捕集
灰を貯留する貯槽を設けて、この貯槽からの灰排
量を調節することによりCBC連続運転の一つの
手段とし、かつCBCは複数のセルに分割して各
セル毎の運転を行えるようにしてCBC連続運転
の他の手段とし、さらに負荷変動デマンドに対し
て迅速に対応するため、CBC内のいづれかのセ
ルの運転、停止に先立つて、灰分貯留槽内のレベ
ル信号等に基づいてCBCのセル運転停止を先行
制御することを特徴とする方法である。

＜実施例＞ 以下この発明の一実施例を図面により具体的に
説明する。

第１図は流動層燃焼プラントの全体を示す。先
ずこのプラントの蒸気系統から説明すると、
MBC１内の流動層２内に配置した層中伝熱管３
及びボイラ本体を構成する水冷壁を流れる給水は
ドラム４を介して循環流動することにより昇温
し、発生した蒸気は主蒸気管路５内に流入する。
一方MBCから排出された未燃分を燃焼させる
CBC６においても層中伝熱管７及び水冷壁を介
して熱吸収を行うことにより蒸気を発生させ、発
生した蒸気はドラム８を経て前記主蒸気管５に合
流しタービン９を作動させる。

次に各流動層炉の燃焼及びその制御について説
明する。

MBC１に対しては石炭等の燃料Ｆが投入され
燃焼するが、燃焼排ガスは管路１０を経て集塵器
（例えばマルチサイクロン）１１に流入する。こ
の集塵器において捕集された灰分及び未燃分（以
下「未燃分」として説明する）は脱気室１２に落
下する。脱気室１２とMBC１とは管路接続して
おり、MBC１の空塔部は大気圧よりも低く設定
してあるので脱気室１２内の気体は空塔部側に吸
引され脱気される。これによりロータリフイーダ
１３からの未燃分の排出量を正確に制御すること
ができる。１４はこの脱気室に取り付けたレベル
計である。１５は管路１６を介して脱気室出口と
接続した未燃分貯槽でありこの貯槽に対してもレ
ベル計１７が取り付けてあり、脱気室１２のレベ
ル及び未燃分貯槽のレベルは記憶と指令信号を発
する制御箱１８に対して信号として入力され、制
御箱はこの信号により貯留未燃分の総量を算出す
る。

CBCにおける燃焼は未燃分の焼却の外、発生
した蒸気をタービン９において利用することも目
的としているので、蒸気温度及び供給量も負荷に
対応して安定して制御されねばならない。制御箱
１８はプラントに要求される負荷デマンド信号Ｌ
によりタービン９に供給すべき蒸気量を算出し、
これに基づいて主蒸気弁１９を調節し、かつ流量
計２０による流量信号に基づいて弁１９をフイー
ドバツク制御する。

制御箱１８は貯留未燃分量に対応してCBC６
に対して供給する未燃分量を算出し、貯留未燃分
量がゼロとなつたり、反対に未燃分量が貯留容量
を越えることのないよう制御する。このため
CBC６に対する未燃分供給量は変動するので
CBC６に対しては複数のセル（図示の場合はＡ，
Ｂ，Ｃの三つのセル）を区画形成し、未燃分供給
量に対応してセルの運転数を調節（セルスランピ
ング）し、未燃分供給量に係りなくCBC６の連
続運転が可能なよう構成する。なお、通常はセル
スランピングには一定の時間がかかり応答性が低
いので未燃分貯留量を先行して制御する。この点
につき未燃分が増加する場合を例に説明すると、
CBC６はあらかじめセルＡのみ運転しておき、
脱気室１２内のレベル増加で対応し切れない場合
には未燃分貯槽１５に未燃分を排出し、さらに未
燃分貯槽１５のレベル増でも対応し切れない場合
にセルＢの運転を開始し、最終的にはセルＣまで
使用して対応する。未燃分が減少する場合には、
先ず脱気室１２内の未燃分を未燃分貯槽１５内に
排出して未燃分貯槽１５内のレベルを上昇させて
セルＢ（場合によつてはセルＣも含めて）の運転
を継続するよう調節し、このレベル調整でも対応
し切れない場合に初めてセルＢ等の運転を停止す
る。つまり制御性の劣るセルスランピングに先立
つてレベル制御で対応し、セルの運転、停止は最
後に行う。なお、以上の制御の間においても制御
箱１８は負荷デマンド信号に対応して適正量の蒸
気をタービン９に供給するよう制御せねばならな
いが、CBC６についてはこの制御を実現するた
め流動層の層温制御を行う。すなわち、層内の温
度を検知する温度検知器２１からの信号を常時入
力し、MBC１の運転状態から算出したCBCの負
荷分担に対応した層温度を算出し、この設定層温
度と検知温度との偏差に基づいて所定量の助燃料
２２をCBC６に供給する。

なお、CBC６は、MBC１と共に負荷デマンド
により発生蒸気量が定められてしまうので、脱気
室１２及び未燃分貯槽１５における貯留及び
CBC６での燃焼も未燃分増加に対応し切れない
場合には切換器２３により、処理不能分だけ系外
に排出するか、別置の貯槽（図示せず）に一時的
に貯留する。制御箱１８は各流動層炉１及び６か
らの蒸気の合計量が負荷に対応するよう各蒸気弁
２７，２８を制御し、かつ各流量計２９，３０に
よりフイードバツク制御する。

第２図はこの切換器の構造を示し、通常はダン
パ２３ａは２３a′の如く閉止しており貯槽１５か
ら排出された未燃分の全量がCBC６に供給され
るようになつている。また未燃分の供給量が
CBC６の処理量を上回つた場合にはダンパ２３
ａを開として処理不能分の量だけバイパス管２３
ｂ側に流出させる。

次にCBC６を出た燃焼ガスは集塵器（マルチ
サイクロン）２４に流入し、除塵された排ガスは
MBC１側の集塵器１１から排出された排ガスが
通過する主排ガスダクト２５に合流し、さらに後
流側の電気集塵器２６において、慣性集塵では捕
集できなかつた微粒子を除去した後大気中に放出
される。なお集塵器２４で捕集した灰分中にも、
助燃料の供給等によつて未燃分がある程度混入す
るので、捕集した灰分は管路２７を経てMBC１
に供給され燃焼する。

＜効果＞ この発明を実施することにより、CBCを連続
的に運転でき、制御を円滑に行うことができると
共に、蒸気を使用する機器の負荷デマンドに対し
て迅速かつ十分に対応することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示す流動層燃焼プ
ラントの系統図、第２図は切換器の一部破断側面
図である。 １……主燃焼炉、６……再燃焼炉、１２……脱
気室、１５……未燃分貯槽、１８……制御箱、２
２……助燃料。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 主燃焼炉で発生した未燃分を複数のセルを有
   する最燃焼炉で燃焼させかつ再燃焼炉で発生した
   熱を回収するプラントの運転方法において、再燃
   焼炉の各セルの運転停止に先行して未燃分貯留レ
   ベルの制御を行い、かつ再燃焼炉の流動層温度に
   対応して助燃料供給量を調節することにより、未
   燃分の燃焼と、プラントに対する負荷の応答を行
   うことを特徴とする流動層燃焼プラントの運転方
   法。 ２ プラント全体に対する負荷と、主燃焼炉の運
   転状態とに基づいて再燃焼炉の流動層温度を設定
   し、かつ未燃分貯留レベルに対応して再燃焼炉に
   対する未燃分供給量を設定し、この未燃分供給量
   で前記設定層温度に達しない場合、不足分の燃量
   を補うよう助燃料供給量を設定することを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の流動層燃焼プラ
   ントの運転方法。 ３ 主燃焼炉から排出した未燃分を捕集する装置
   に接続して脱気室を設け、脱気室内の気体を主燃
   焼炉側に抽気することにより未燃分の脱気を行う
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項または第
   ２項記載の流動層燃焼プラントの運転方法。 ４ 未燃分貯槽に加えて脱気室においても未燃分
   貯留量のレベル制御を行うことを特徴とする特許
   請求の範囲第３項記載の流動層燃焼プラントの運
   転方法。 ５ 前記制御を記憶と指令信号を発する制御箱に
   より自動的に行うことを特徴とする特許請求の範
   囲第１項ないし第４項のいづれかに記載の流動層
   燃焼プラントの運転方法。