JPH0545407U - 加圧流動床ボイラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 低酸素状態を防止することを可能とする。 【構成】 流動層を形成して燃料を燃焼させる火炉１を
備えた加圧流動床ボイラにおいて、上記火炉１からの燃
焼排ガス中の酸素量に応じて補空気を上記流動層に供給
する空気補給手段１１を設けたことを特徴としている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、圧力容器内に収容された火炉内で燃料をベッド材と共に流動化させ ながら燃焼させる加圧流動床ボイラに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

近年、流動床ボイラとしては、燃料を高い燃焼効率で燃焼でき、かつコンパク ト化、高脱硫率及びプラント熱効率の向上等を図れる加圧流動床ボイラが研究開 発されつつある。

【０００３】 この加圧流動床ボイラは、圧力容器内に火炉を収容し、その容器に高圧の燃焼 空気を供給し、その圧力容器内の燃焼空気が火炉内に導かれて高圧下で燃料（例 えば粉状の石炭）が灰や石灰石等からなるベッド材と共に流動化されながら燃焼 されるものであり、流動層内の燃焼熱の一部が蒸気として収熱され、これが蒸気 タービン等に供給される。

【０００４】 上記圧力容器内には、ベッド材貯蔵容器が設けられ、このベッド材貯蔵容器を 用いてベッド材を火炉から出し入れすることによって、負荷に応じて流動層の高 さを制御し、収熱が調節されるようになっている。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、上述の流動床ボイラでは、負荷を上昇させる場合、ベッド材貯蔵容 器内のベッド材を火炉内に入れると共に、火炉に供給する燃料と燃焼空気量を負 荷に応じて増やすが、しかし燃焼空気は圧力容器内を介してから火炉に導かれる ため、火炉内の酸素量が負荷上昇に追従できず、火炉内が低酸素状態になってし まう。このように、低酸素状態になると酸素不足の燃焼となり、排ガス中の一酸 化炭素量が増えると共に、多くの未燃分が発生して、これがサイクロン等に導か れるとその後の十分な酸素を含むガスによって後燃えする可能性がある。

【０００６】 そこで、本考案は、このような事情を考慮してなされたものであり、その目的 は、低酸素状態を防止することを可能にする加圧流動床ボイラを提供することに ある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

本考案は、上記目的を達成するために、流動層を形成して燃料を燃焼させる火 炉を備えた加圧流動床ボイラにおいて、上記火炉からの燃焼排ガス中の酸素量に 応じて補空気を上記流動層に供給する空気補給手段を設けたものである。

【０００８】

【作用】

補空気を流動層に供給する空気補給手段を設けたことで、例えば、負荷上昇時 、火炉内の酸素濃度が少なくなると、火炉からの燃焼排ガス中の酸素の割合も少 なくなるが、空気補給手段により補空気が流動層に供給されるため、火炉内の酸 素量は燃焼に十分な量となり、その燃焼状態は良好になる。従って、低酸素状態 を防止することができ、排ガス中の一酸化炭素量の増化及び後燃えを阻止するこ とが可能になる。

【０００９】

【実施例】

以下、本考案の実施例を添付図面に基づいて説明する。

【００１０】 図１において、１は圧力容器２内に収容されている火炉を示し、この火炉１に は、粒状（例えば粒径が 3mm程度）の石炭等の燃料が供給されるようになってい る。

【００１１】 圧力容器２には、空気供給管３が接続され、この空気供給管３からの高圧の燃 焼空気が圧力容器２を介して火炉１内に流入し、この空気によって燃料と灰や石 灰石又はドロマイト等からなるベッド材とが高温高圧下で流動化されて流動層が 形成されると共に燃料が燃焼されるようになっている。その火炉１の上部には、 燃焼排ガスの排ガス管４が接続され、この排ガス管４の圧力容器２内にはガス中 の灰等の塵埃を捕集するサイクロン５が１つあるいは複数介設されている。

【００１２】 また、圧力容器２内には、負荷に応じて流動層の層高を制御するためのベッド 材貯蔵容器６が火炉１と並設されている。貯蔵容器６の下部は、Ｌバルブ７を介 して火炉１の流動層の下方に接続されている。そのＬバルブ７には、搬送管８が 接続され、負荷上昇時、搬送管８からＬバルブ７に空気等が供給されて貯蔵容器 ６内のベッド材が流動層に円滑に注入され、その層高が高くなるようになってい る。また、ベッド材貯蔵容器６には、容器６内のガス分を排出して容器６内を減 圧するためのガス排出管９が接続されている。さらに、火炉１には、その流動層 の下方に入口部分１０ａが配置されるベッド材排出管１０が接続され、そのベッ ド材排出管１０は、入口部分１０ａから立ち上がるようにライザ管として形成さ れていると共に、その出口がベッド材貯蔵容器６の上方に接続されて、流動層と 貯蔵容器６とが連通されており、貯蔵容器６内が減圧されると、流動層内のベッ ド材が排出管１０を介して容器６に抜き出されるようになっている。

【００１３】 さらに、火炉１には、その流動層の下方に補空気を吹き込むための空気補給手 段１１の構成要素である補空気供給管１２が接続され、この補空気供給管１２は 圧力容器２に接続されている。補空気供給管１２には開閉弁１３が介設され、こ の開閉弁１３に制御部１４が接続されている。制御部１４は、上記排ガス管４に 介設されたガス（酸素ガス）検出器１５からの検出値に基づいて例えば燃焼排ガ ス中の酸素の割合が４〜６％の範囲になるように開閉弁１３を制御する機能を有 する。

【００１４】 次に本実施例の作用を説明する。

【００１５】 高圧の燃焼空気が空気供給管３から圧力容器２内に供給されると、容器２内が 高圧（例えば約17kg／cm² ）になり、そして、容器２内の空気が火炉１に流入す る。すると、流入した燃焼空気により、高温高圧（例えば約15〜16kg／cm² ）下 で石炭とベッド材とが流動化されて流動層が形成されると共に、石炭が燃焼され る。これにより、流動層内の燃焼熱の一部が伝熱管（図示せず）等に蒸気として 収熱され、この蒸気が蒸気タービン等に供給される。また、燃焼排ガスは、排ガ ス管４に入りサイクロン５を介してガスタービン等に供給される。

【００１６】 この運転中、火炉１からの燃焼排ガス中の酸素濃度がガス検出器１５で検出さ れ、その検出値に基づいて制御部１４が補空気供給管１２の開閉弁１３を制御す る。これは、火炉１内の酸素の割合が少なくなると、それ程遅れることなく火炉 １（サイクロン５）からの燃焼排ガス中の酸素量も少なくなるため、排ガス中の 酸素量を検出すれば火炉１内の酸素の状態を把握することができるからであり、 例えば、負荷を上昇させる際、ガス中の酸素の割合が４％より小さく、すなわち 火炉１内の酸素の割合が少なくなると、開閉弁１３が開かれる。これにより、圧 力容器２と火炉１が補空気供給管１２を介して連通し、その圧力差により圧力容 器２内の空気が一種のバイパス空気となって流動層に供給される。その結果、火 炉１内の酸素は燃焼に十分な量となるので、その燃焼状態は良好になり、火炉１ 内の低酸素状態が解消される。その燃焼排ガス中の酸素の割合は、通常４〜６％ であるため、４％を開閉弁１３を開く一つの目安にした。

【００１７】 そして、例えば酸素濃度が６％を越えたら開閉弁１３が閉じられる。尚、負荷 が上昇すると、その上昇に伴って燃焼空気量も増えるが、一定期間火炉１への酸 素（燃焼空気）量が追従できないので、負荷上昇時には、負荷上昇に応じて一定 期間、開閉弁１３を予め開くようにしてもよく、このようにすれば、負荷上昇時 の火炉１内の酸素不足が起ることがなくなる。

【００１８】 従って、火炉１からの燃焼排ガス中の酸素濃度を検出し、この検出値に基づい て酸素濃度が少なくなったときに圧力容器２内の空気を補空気供給管を介して流 動層に供給することにより、火炉１内には燃焼に必要な酸素が供給されるので、 その燃焼状態が良好になり、低酸素状態を防止することができる。このため、排 ガス中の一酸化炭素量の増化及び後燃えを阻止することが可能になる。

【００１９】 図２は他の実施例を示す図で、上記実施例と異なるところは、ベッド材排出管 １０の入口部分１０ａに、ベッド材の抜き出しをスムーズに行えるべく導管１６ を接続することが提案されているので、その導管１６を利用して低酸素状態を防 止するようにしたところである。

【００２０】 すなわち、ベッド材排出管１０の入口部分１０ａには、その入口部分１０ａに 空気を吹き込み入口部分１０ａ内のベッド材の遊動状態を良好にする導管１６が 接続され、この導管１６は調節弁１７を介して圧力容器２に接続されている。調 節弁１７には制御部１８が接続され、この制御部１８は、ベッド材を抜き出すと きに調節弁１７を制御する機能を有する。これにより、ベッド材を抜き出すとき に、ベッド貯蔵容器６内が減圧されると共に調節弁１７が開けられ、圧力容器２ 内の空気が導管１６を介してベッド材排出管１０の入口部分１０ａに吹き込まれ る。その結果、入口部分１０ａ内のベッド材の遊動状態が良好になるので、ベッ ド材をスムーズに抜き出すことができる。そのベッド材の抜き出し以外は導管１ ６が使用されていないと共に、貯蔵容器６内を減圧せずに調節弁１７を開くと、 ベッド材排出管１０の入口部分１０ａに吹き込まれた空気がすべて火炉１に入る 。このため、制御部１８に、排ガス管４に介設されたガス（酸素ガス）検出器１ ５からの検出値に基づいて例えば燃焼排ガス中の酸素の割合が４〜６％の範囲に なるように調節弁を制御する機能を付加して空気補給手段１９を構成する。

【００２１】 これにより、導管１６が上記補空気供給管１２としても作用するので、上記実 施例とほぼ同じ作用効果を奏し、火炉１内の低酸素状態を防止することができ、 排ガス中の一酸化炭素量の増化及び後燃えを阻止することが可能になる。

【００２２】

【考案の効果】

以上要するに本考案によれば、火炉からの燃焼排ガス中の酸素量に応じて補空 気を流動層に供給する空気補給手段を設けたので、低酸素状態を防止できるとい う優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示す構成図である。

【図２】本考案の他の実施例を示す構成図である。

【符号の説明】

１ 火炉 １１ 空気補給手段

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 流動層を形成して燃料を燃焼させる火炉
   を備えた加圧流動床ボイラにおいて、上記火炉からの燃
   焼排ガス中の酸素量に応じて補空気を上記流動層に供給
   する空気補給手段を設けたことを特徴とする加圧流動床
   ボイラ。