JPH0534401U - 流動層燃焼による小型貫流式ボイラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 この考案は、流動層燃焼による小型ボイラに
関するもので、効率的な燃焼と、熱回収と、未燃損失の
少ない小型貫流式ボイラを提供することにある。 【構成】 燃焼室からの排ガスをサイクロン等の未燃物
回収装置で捕捉し、燃焼室へリサイクルさせる未燃物リ
サイクル装置を装備した流動層燃焼炉本体内に、リング
状の上部管寄せと、下部管寄せとを組み込み、上部管寄
せと、下部管寄せとの間には、一定のピッチで、しかも
前記燃焼室の内周壁面に沿って立ち上がる複数本の垂直
水管を接続し、さらに垂直水管の１本おきには、上端部
附近と下端部附近とを燃焼室の中心方向に湾曲させた湾
曲水管を接続し、上部管寄せには蒸気取り出し管を、下
部管寄せには給水管を接続し、燃焼室の上方には、２次
空気の供給管を配管した構成とした。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、流動層燃焼方式による小型貫流式ボイラの改良に関するものであ る。

【０００２】

【従来の技術】

燃焼室の底部から硅砂などの加熱媒体を一次空気とともに吹き上げ、この吹き 上げられた加熱媒体中に、石炭やオイルコークスなどの粉粒体からなる固体燃料 を供給し、流動化させて燃焼する、いわゆる流動層燃焼方法による燃焼技術は公 知である。

【０００３】 ところで、この流動層燃焼方法の特徴とするところは、加熱媒体と燃料粒子と が流動化の過程で効率的に接触し、高い燃焼効率を維持することができること、 かつ、上方への流動層燃焼であるため、燃焼領域がたて方向に形成され、伝熱域 が固定床燃焼方法に比較し、垂直方向に延びることである。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、この流動層燃焼に限らず、一般的に液体燃料に比較して燃料中に格段 に多くの灰分を含有する固体燃料の燃焼に当っては、燃焼炉内で完全に燃焼が完 結することが困難である。すなわち未燃分を含んだままの、いわゆる未燃灰が炉 外に排出される傾向にある。流動層燃焼にあっては、その傾向が顕著である。

【０００５】 そのため、小型の燃焼装置に、この流動層燃焼方法を採用して成功したものは みられなかった。もちろん小型のボイラ燃焼装置として、流動層燃焼方法を採用 したものはない。

【０００６】 そこで、前記流動層燃焼方法における未燃損失の問題点を解消する手段として 、未燃物を含む排ガスをサイクロンやバグフィルタなどを利用して捕捉し、その 捕捉した未燃物を燃焼室へリサイクルさせ、未燃損失を抑制する技術が開発され た。例えば、実開昭６２−１２１２１３号公報開示の技術は、その１つである。

【０００７】 この考案は、このような背景のもとに、流動層燃焼方法を採用した小型ボイラ を提供することを目的として考案したものである。とくに考案の狙いは、小型に も拘らず小さな伝熱面積を有効活用し、燃焼性を向上させた熱回収効率と、燃焼 効率の高い小型貫流式ボイラを提供することを目的として考案したものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

前記目的を達成する手段として、この考案は、底部から一次空気を吹き上げ、 粉粒体からなる加熱媒体と、固体燃料とを流動化させて流動層燃焼を行う円筒状 の燃焼室を有し、燃焼室からの排ガスは、サイクロン等の未燃物回収装置を介し て排出させ、回収した未燃物は燃焼室へリサイクルさせる未燃物リサイクル装置 を装備した流動層燃焼炉本体内に、次のような貫流ボイラ配管を組み付けたこと にある。

【０００９】 まず、流動層燃焼炉本体内に、リング状の上部管寄せと、下部管寄せとを組み 込んだ。ついで、上部管寄せと、下部管寄せとの間には、一定のピッチで、しか も前記燃焼室の内周壁面に沿って立ち上がる複数本の垂直水管を接続した。

【００１０】 さらに垂直水管の１本おきには、上端部附近と下端部附近とを燃焼室の中心方 向に湾曲させた湾曲水管を接続した。すなわち燃焼室の内周壁面に沿って垂直水 管と湾曲水管とを密に立設した構成とした。そして、前記上部管寄せには蒸気取 り出し管を、下部管寄せには、給水管をそれぞれ接続した。さらに前記燃焼室の 上方には、二次空気の供給管を配管し、流動層燃焼による小型貫流式ボイラに構 成したことを特徴とするものである。

【００１１】

【作用】

この考案は、以上説明したように構成しているため、円筒状の燃焼室内で行わ れる流動層燃焼で生ずる発生熱は、上部管寄せと、下部管寄せとを結ぶ、垂直水 管および湾曲水管とにより効率的に回収される。とくに、垂直水管と湾曲水管と により、伝熱面を可及的に大きく設定できる構成としているため、その熱回収の 効率は、従来のボイラよりも大である。

【００１２】 さらに、燃焼室の上方からは、二次空気が送り込まれるようになっているため 、燃焼室の上部において未燃状態の排ガスすなわち熱ガスを、２次燃焼させ、燃 焼効率を高める。その結果、上部管寄せと、垂直水管および湾曲水管の上端部附 近は、その２次燃焼による熱ガスの接触により加熱され、より熱回収の高い貫流 式ボイラとして作用すると同時に２段燃焼による低ＮＯｘ効果を倍加する。

【００１３】

【実施例】

さらに、図面に示す実施例に基づいて、この考案の構成・作用を具体的に説明 する。

【００１４】 図１は、底部から一次空気を吹き上げ、粉粒体からなる加熱媒体と、固体燃料 とを流動化させて、流動層燃焼を行う円筒状の燃焼室Ａを有する流動層燃焼炉本 体Ｂを示し、その内部に、貫流ボイラの配管を組み込んだ、この考案の要部を示 す縦断面図である。図面に示す円筒状の燃焼室Ａの底部にある１は、一次空気の 散気板で、この散気板１を介して、均一に上方に吹き上げられ、加熱媒体として の粉粒体、具体的には硅石等の加熱媒体２を上方に吹き上げるようになっている 。３は、この吹き上げられた加熱媒体２に、石炭ないしオイルコークスなどの固 体燃料を供給する燃料供給装置で、実施例ではスクリューフィダーをもって行う ように構成している。なお、図面にて示す４は、流動化された加熱媒体２と固体 燃料とに、初期点火を行う助燃バーナである。さらに５は、燃焼室Ａからの排ガ スをサイクロンなどの未燃物回収装置へ誘導するための排気ダクトである。６は 、未燃物回収装置で捕捉した未燃物を燃焼室Ａに送り込むための未燃物リサイク ル供給管の設定位置を示す。以上が流動層燃焼を行う流動層燃焼炉本体Ｂの構成 である。

【００１５】 次に、この流動層燃焼炉本体Ｂに組み込んだ貫流ボイラの配管について説明す る。まず円筒状の燃焼室Ａの上部に組み込んだのがリング状の上部管寄せ１１で あり、下部に組み込んでいるのが下部管寄せ１２である。なお、この実施例では 、上部管寄せ１１および下部管寄せ１２は、いずれも断面形状が円形の管寄せを 用いているが、断面が四辺形状のいわゆる角管或いは半円形の管寄せをもって構 成してもよい。

【００１６】 次に１３は、垂直水管で、１４は湾曲水管である。この垂直水管１３および湾 曲水管１４は、いずれも、その上端部を上部管寄せ１１に接続連通させ、下端部 は、下部管寄せ１２に連通させ、双方の管寄せ１１および１２間を結ぶように構 成している。しかも、これら垂直水管１３と湾曲水管１４とは、１本おきに交互 に配列し、燃焼室Ａの内周壁面に沿って設けている。すなわち内周壁面を水冷炉 壁にし、その内周壁面に沿って密に立設した構成としている。また湾曲水管１４ は、図示のように、上端部附近と下端部附近とを、燃焼室Ａの中心方向に湾曲さ せ、流動層燃焼域と、上部の排ガス通過域に張り出させた構成としている。すな わち燃料及び加熱媒体や熱ガスとの接触による熱回収を高めるようにしている。 さらに燃焼室Ａの上方に設定した二次空気の供給管１５は、燃焼室Ａの下方から 上昇してくる流動層燃焼の熱ガスに均一に接触することができるように配慮して 設定している。すなわち多数の二次空気吹き出し孔１５ａを有する供給管１５を 下向きに配管設定して上昇してくる流動性の排ガスに向流接触し、二次燃焼が行 われるように構成している。すなわち、２段燃焼による低ＮＯｘ効果が発揮され るように構成している。なお、１６は、上部管寄せ１１に接続した蒸気取り出し 管であり、１７は、下部管寄せ１２に接続した給水管である。

【００１７】 図２は、排ガス中に含まれる未燃物を回収し、リサイクルさせる未燃物リサイ クル装置を装備した小型貫流ボイラの構造概略を示すものである。

【００１８】

【考案の効果】 この考案による流動層燃焼による小型貫流式ボイラは、図１および図２の実施 例で説明したように構成しているため、従来の小型ボイラに比較し、次のような 効果を発揮することができる。

【００１９】 （１）流動層燃焼炉本体をたて型円筒の炉体構造とし、すなわち円筒状の燃焼室 とし、その上部と下部に管寄せを配管するとともに、その上部および下部の管寄 せに、燃焼室の周壁に沿って垂直水管と湾曲水管とを立設した貫流ボイラ構造に 構成しているため、小型であるため小さい伝熱面積であるにも拘らず、大型の流 動層ボイラと遜色のない熱回収が得られる。

【００２０】 （２）燃焼室の流動層燃焼域と、熱ガス（排ガス）通過域に、湾曲水管を張り出 した構造としているため、流動層燃焼域で最大の熱吸収を行うと共に、熱ガス（ 排ガス）との効果的な接触熱回収とが得られるので、前項(1) の効果とあいまっ て、効率的な熱回収が得られる。

【００２１】 （３）燃焼室の上方から熱ガス（排ガス）に、二次空気を向流方式に吹き込むよ うに構成しているため、下部の流動層燃焼域と、この二次空気による燃焼室上部 における二次燃焼との２段燃焼が促進される。すなわち、流動層燃焼としての燃 焼効率が高められる。その結果、未燃物の系外排出が抑止される。もちろん、万 一未燃物が排ガスとともに排出されても、サイクロンなどからなる未燃物リサイ クル装置が附帯されているため、燃料の未燃損失は可及的に抑止される。

【００２２】 以上のような効果により、固体燃料を燃料として使用する小規模伝熱面積（１ ０ｍ² 以下）である貫流式ボイラとして、１０００kg/hの効率的な蒸気発生を確 保することができた。すなわち、従来、流動層燃焼方式によって効率的な小型ボ イラを得ることは、難しいとされていた技術課題を解消することができた。ちな みに従来方式での小型ボイラでは、１０ｍ² の伝熱面積で発生する蒸気量は２０ ０〜４００ｋｇ／ｈであった。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案による流動層燃焼による小型貫流式ボ
イラの要部構造を示す縦断面図である。

【図２】未燃物リサイクル装置を附帯させた流動層燃焼
による小型貫流式ボイラの構造図である。

【符号の説明】

Ａ 円筒状の燃焼室 Ｂ 流動層燃焼炉本体 １ 散気板 ２ 加熱媒体（硅砂） ３ 燃料供給装置（スクリューフィーダ） ４ 助燃バーナ ５ 排気ダクト ６ 未燃物リサイクル管 １１ 上部管寄せ １２ 下部管寄せ １３ 垂直水管 １４ 湾曲水管 １５ 二次空気供給管 １５ａ 吹き出し孔 １６ 蒸気取り出し管 １７ 給水管

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 底部から一次空気を吹き上げ、粉粒体か
   らなる加熱媒体と、固体燃料とを流動化させて流動層燃
   焼を行う円筒状の燃焼室を有し、燃焼室からの排ガス
   は、サイクロン等の未燃物回収装置を介して排出させ、
   回収した未燃物は燃焼室へリサイクルさせる未燃物リサ
   イクル装置を装備した流動層燃焼炉本体内に、リング状
   の上部管寄せと、下部管寄せとを組み込み、上部管寄せ
   と、下部管寄せとの間には、一定のピッチで、しかも前
   記燃焼室の内周壁面に沿って立ち上がる複数本の垂直水
   管を接続し、さらに垂直水管の１本おきには、上端部附
   近と下端部附近とを燃焼室の中心方向に湾曲させた湾曲
   水管を接続し、上部管寄せには蒸気取り出し管を、下部
   管寄せには給水管を接続し、燃焼室の上方には、２次空
   気の供給管を配管したことを特徴とする流動層燃焼によ
   る小型貫流式ボイラ。