JPH06257463A - Dust removing system for pressure fluidized-bed boiler compound electric power plant - Google Patents

Dust removing system for pressure fluidized-bed boiler compound electric power plant

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JPH06257463A
JPH06257463A JP4485193A JP4485193A JPH06257463A JP H06257463 A JPH06257463 A JP H06257463A JP 4485193 A JP4485193 A JP 4485193A JP 4485193 A JP4485193 A JP 4485193A JP H06257463 A JPH06257463 A JP H06257463A
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JP
Japan
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dust
cyclone
bed boiler
gas
small
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JP4485193A
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Japanese (ja)
Inventor
Tsugita Yukitake
次太 雪竹
Shoichi Sawahata
昇一 沢畠
Shuntaro Koyama
俊太郎 小山
Jinichi Tomuro
仁一 戸室
Masahito Machida
雅人 町田
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01KSTEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K23/00Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids
    • F01K23/02Plants 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
    • F01K23/06Plants 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
    • F01K23/061Plants 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
    • F01K23/062Plants 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

Abstract

PURPOSE:To provide a dust removing system having high reliability in operation of the plant, for effectively removing soot and dust discharged from a pressure fluidized-bed boiler electric power plant. CONSTITUTION:Soot and dust discharged from a pressure fluidized-bed boiler 1 are roughly removed by a single cyclone separator 21, and then soot and dust having such a size to apply abrasion to the blade of a gas turbine 4 are completely removed by a multi-cyclone separator 31. Exhaust gas in a gas turbine outlet is removed in a funnel inlet flue by a dust collector 8 so as to have the dust density not disturbing the atmospheric environment.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、加圧流動層ボイラ複合
発電プラントの燃焼排ガス中より、ばいじんを除去する
脱塵システムに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a dust removing system for removing dust from combustion exhaust gas of a pressurized fluidized bed boiler combined cycle power plant.

【0002】[0002]

【従来の技術】石炭を燃料とする火力発電ボイラは、現
在、微粉炭炊きが主流であるが、炭酸ガスによる地球温
暖化という環境問題に対処するために、燃料の高効率利
用技術が強く要求されている。この環境対応型石炭火力
として、現在、国内外で開発中の加圧流動層ボイラ複合
発電プラントは、微粉炭炊きに比べ発電効率が高く、有
望な発電方式として注目を浴びている。
2. Description of the Related Art Currently, pulverized coal cooking is the mainstream of thermal power generation boilers that use coal as a fuel, but in order to deal with the environmental problem of global warming due to carbon dioxide, a highly efficient fuel utilization technology is strongly required. Has been done. As this environmentally friendly coal-fired power plant, the pressurized fluidized bed boiler combined cycle power plant currently under development in Japan and overseas has higher power generation efficiency than pulverized coal cooking, and is attracting attention as a promising power generation system.

【0003】加圧流動層ボイラ複合発電プラントは、従
来の微粉炭燃焼ボイラの変わりに、加圧下のボイラ内に
おいて微細に砕いた石炭を流動燃焼するものであり、流
動層内に敷設された水管から発生する蒸気により蒸気タ
ービンを駆動するとともに、ボイラより排出する高圧の
燃焼排ガスによりガスタービンを駆動して、それぞれ発
電を行うものである。
[0003] The pressurized fluidized bed boiler combined cycle power plant, instead of the conventional pulverized coal combustion boiler, fluidizes and combusts finely crushed coal in the boiler under pressure, and a water pipe laid in the fluidized bed. The steam generated from the steam turbine drives the steam turbine, and the high-pressure combustion exhaust gas discharged from the boiler drives the gas turbine to generate electric power.

【0004】本方式では、流動層内の流動媒体に石灰石
を用いて、石炭中の硫黄分と石灰石のカルシウムと反応
させてボイラ内において脱硫できること、また、流動層
内の火炎温度が微粉炭炊きより低いために、窒素酸化物
の生成量が少ないのが特徴である。しかしながら、本プ
ラントを運転するに際しての問題として、石炭の燃焼に
伴い生成するばいじんによってガスタービンブレードの
摩耗、及び大気汚染防止のための排出規制をクリアする
効果的な集塵方式の選定がある。
In this system, limestone is used as a fluid medium in the fluidized bed, sulfur content in coal and calcium in limestone can be reacted to desulfurize in a boiler, and the flame temperature in the fluidized bed is pulverized coal. Since it is lower, the production amount of nitrogen oxide is small. However, as a problem in operating this plant, there is selection of an effective dust collection method that clears emission regulations for preventing wear of gas turbine blades and air pollution due to dust produced by combustion of coal.

【0005】このために、脱塵方式が種々提案されてい
る。例えば、EPRI主催、第9回PARTICULATE CONTRO
L SYMPOSIUM(1991,10)5B−1 に加圧流動層ボイラ発電プ
ラント用脱塵方式が開示されている。流動層燃焼ボイラ
から排出されるガス中に含まれる20〜30g/Nm3の高
濃度ばいじんを遠心式のサイクロンにより粗取りした
後、ガスタービンに導入する前に850〜900℃のガ
ス温度の雰囲気でセラミックフィルタにより、ばいじん
を除去する方式が提案されている。
For this reason, various dust removal methods have been proposed. For example, the 9th PARTICULATE CONTRO sponsored by EPRI
L SYMPOSIUM (1991,10) 5B-1 discloses a dedusting method for a pressurized fluidized bed boiler power plant. An atmosphere with a gas temperature of 850 to 900 ° C after roughly collecting high concentration dust of 20 to 30 g / Nm 3 contained in the gas discharged from the fluidized bed combustion boiler with a centrifugal cyclone and before introducing it into the gas turbine. A method of removing dust with a ceramic filter has been proposed.

【0006】また、他の方式として、ボイラ出口におい
て、まず、処理ガス量が大きいシングルサイクロンによ
りばいじんを粗取りし、次いで、処理量は小さいが集塵
性能が高いマルチサイクロンでもって、タービンブレー
ドの摩耗に影響を与えないとされる、およそ5μmより
大きいばいじんを除去した後、ガスタービンへ排ガスを
導入する方法が提案されている。
[0006] As another method, at the boiler outlet, first, a single cyclone having a large amount of treated gas is used to roughly remove dust, and then a multi-cyclone having a small amount of treated but high dust collecting performance is used for the turbine blade. A method has been proposed in which exhaust gas larger than about 5 μm, which does not affect wear, is removed, and then exhaust gas is introduced into a gas turbine.

【0007】この場合、好ましくはマルチサイクロンに
おいて大気への排出規制を満足する集塵性能を発揮でき
ればよいが、遠心力を用いるサイクロン方式では、ガス
中よりばいじんを分離するには限界があり、排出規制を
満足できない。特に、流動層燃焼では燃料の石炭と流動
媒体との摩擦により微細なばいじんが排出され、排出規
制を満足するには高性能集塵装置が必要となる。このた
めに、ガスタービン出口、すなわち、煙突入り口に電気
集塵、またはバグフィルタ装置を設けた集塵システムが
提案されている。
In this case, it is preferable that the multi-cyclone can exhibit the dust collection performance satisfying the emission regulation to the atmosphere, but the cyclone system using the centrifugal force has a limit in separating the dust from the gas, I can't meet the regulations. In particular, in fluidized bed combustion, fine dust is discharged due to friction between coal as a fuel and a fluid medium, and a high-performance dust collector is required to satisfy emission regulations. For this reason, a dust collection system has been proposed in which an electric dust collection or a bag filter device is provided at the gas turbine outlet, that is, the chimney inlet.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】前述のセラミックフィ
ルタによる除去方式は、集塵性能が高くタービンブレー
ドの摩耗の心配がなく、かつ、煙突からの排出規制をも
クリアできるが、高温高圧下における運転であるため
に、セラミックフィルタの亀裂,破損の恐れがあり、長
期間運転に際しての信頼性に問題がある。もしも運転中
にセラミックフィルタが破損すると、タービンブレード
に摩耗を与えるために発電中でも運転を停止せざるを得
ない事態を招く恐れがある。
The above-mentioned removal method using the ceramic filter has a high dust collecting performance and is free from the fear of wear of the turbine blade, and can also meet the emission control from the chimney, but it is operated under high temperature and high pressure. Therefore, the ceramic filter may be cracked or damaged, and there is a problem in reliability during long-term operation. If the ceramic filter is damaged during operation, it may cause a situation in which the operation must be stopped even during power generation because the turbine blade is worn.

【0009】一方、小口径マルチサイクロンのサイクロ
ン個々の脱塵性能はタービンブレードの摩耗に影響を与
えるおよそ3〜5μm以上の大きさのばいじんを効率良
く除去できることが実験で確認されているが、このサイ
クロンを並列に多数配列して使用する場合、サイクロン
個々に僅かの圧力差が生じて、サイクロンにより分離し
たばいじんが、他のサイクロン下部より流入するため
に、従来のマルチサイクロンでは集塵性能が低下し、タ
ービンブレードが摩耗するという問題がある。
On the other hand, it has been confirmed by experiments that the dust removal performance of each cyclone of a small-diameter multi-cyclone can efficiently remove dust particles having a size of about 3 to 5 μm or more that affect the wear of turbine blades. When a large number of cyclones are arranged in parallel, a slight pressure difference occurs between the cyclones, and the dust particles separated by the cyclones flow from the bottom of other cyclones, so the dust collection performance of the conventional multi-cyclone deteriorates. However, there is a problem that the turbine blade is worn.

【0010】また、マルチサイクロン個々のサイクロン
は、筒径が小さいために、ばいじん分離部において目詰
りを生じてサイクロンの機能を果たさなくなるという問
題もある。一方、流動層燃焼ボイラから排出されるばい
じんは、流動燃焼する際に流動媒体と微粉炭の摩擦によ
り1μm以下の微細な粒子が多量に含まれているので、
前記の電気集塵方式では、粒子が受ける電荷量が小さ
く、電界による粒子の移動速度が遅いので、装置容積が
大きくなるばかりでなく、集塵極へ捕集されたばいじん
の槌打による払い落しが困難であること、また、流動燃
焼炉の流動媒体に用いられる石灰石は、電気抵抗が高い
ために逆電離現象により、集塵性能が低下するなどの問
題がある。
Further, since each individual cyclone has a small tube diameter, there is a problem that clogging occurs in the dust separating part and the function of the cyclone is not fulfilled. On the other hand, the soot and dust discharged from the fluidized bed combustion boiler contains a large amount of fine particles of 1 μm or less due to friction between the fluid medium and pulverized coal during fluid combustion.
In the electrostatic precipitator described above, the amount of electric charge received by the particles is small, and the moving speed of the particles due to the electric field is slow, so not only the volume of the device becomes large, but also the dust collected by the dust collecting electrode is removed by hammering. However, there is a problem in that limestone used as a fluid medium in a fluidized combustion furnace has a high electric resistance and thus the dust collection performance is deteriorated due to a reverse ionization phenomenon.

【0011】一方、バグフィルタ方式は、ばいじんの粒
径が細かいためにフィルタの目詰まりが早く、頻繁に払
い落しを行う必要があり、フィルタの寿命が短くなると
いう欠点があった。
On the other hand, the bag filter method has a drawback that the filter is quickly clogged because the particle size of the dust is small and it is necessary to frequently remove the filter, which shortens the life of the filter.

【0012】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
であり、加圧流動層ボイラ排ガス中から、ばいじんを効
率よく除去する加圧流動層ボイラ複合発電プラント用脱
塵システムを提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide a dedusting system for a pressurized fluidized bed boiler combined cycle power plant that efficiently removes dust from the exhaust gas of the pressurized fluidized bed boiler. To aim.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】上記目的は、次のように
して達成することができる。すなわち、加圧流動層ボイ
ラ,蒸気タービン発電機及びガスタービン発電機とから
なる加圧流動層ボイラ複合発電プラントにおいて、ボイ
ラ燃焼排ガス中のばいじんを、筒径が大きいサイクロン
により比較的大きいばいじんを除去し、次いで、新たに
改良した筒径が小さいマルチサイクロンと共に、マルチ
サイクロンホッパより排ガスの一部を吸引するブローダ
ウンを行うことによりタービンブレードに摩耗を与える
ばいじんを確実に除去した後にガスタービンに導入し、
マルチサイクロンで除去できなかった微細なばいじん
は、ガスタービン出口煙道において効果的な集塵装置に
より、大気環境を満足する濃度以下になるよう除去す
る。
The above object can be achieved as follows. That is, in a pressurized fluidized bed boiler combined cycle power plant consisting of a pressurized fluidized bed boiler, a steam turbine generator and a gas turbine generator, soot and dust in boiler combustion exhaust gas is removed by a cyclone having a large cylinder diameter. Then, together with the newly improved multi-cyclone with a small cylinder diameter, blow-down that sucks part of the exhaust gas from the multi-cyclone hopper is carried out to reliably remove the dust that causes the turbine blades to be introduced into the gas turbine. Then
Fine dust that could not be removed by the multi-cyclone is removed by the effective dust collector at the gas turbine outlet flue to a concentration below the atmospheric environment.

【0014】[0014]

【作用】加圧流動層ボイラから排出される燃焼排ガス
は、ガスタービンへ導入する前に、遠心式サイクロンに
おいて、まず、大口径サイクロンによりおよそ10μm
以上のばいじんを除去する。次いで、サイクロン筒径が
小さいマルチサイクロンによりタービンブレードに摩耗
を与える大きさ3〜5μm以上の粒子はほぼ完全に除去
される。マルチサイクロン個々のサイクロンには、ばい
じん分離器の下方にガス緩衝筒が設けられており、サイ
クロンにより分離されたばいじんはサイクロン相互に干
渉することなく効率良くホッパへ回収される。前記のブ
ローダウンを行うことにより、マルチサイクロンのばい
じん分離器における分離効果を一層高め、より細かいば
いじんまで除去される。
The flue gas discharged from the pressurized fluidized bed boiler is about 10 μm in the centrifugal cyclone before being introduced into the gas turbine by the large-diameter cyclone.
Remove the above dust. Then, particles having a size of 3 to 5 μm or more that cause wear to the turbine blades are almost completely removed by the multi-cyclone having a small cyclone cylinder diameter. Multi cyclone Each cyclone is provided with a gas buffer cylinder below the dust separator, and the dust separated by the cyclone can be efficiently collected in the hopper without interfering with each other. By performing the above-mentioned blowdown, the separation effect in the multi cyclone dust separator is further enhanced, and finer dust is removed.

【0015】マルチサイクロンより排出されるガスは、
ガスタービンに流入して圧力と温度のエネルギが消滅
し、排出される。ガスタービン出口の排ガスは、例え
ば、放電極と接地極とから構成された荷電装置に導入さ
れ、ガス中のばいじんはコロナ放電によって荷電され
る。このとき、コロナ放電により接地極に付着したばい
じんは、接地極に施されている加熱装置により昇温する
ことにより、高い電気抵抗のばいじんは低くなり、安定
放電が維持される。
The gas discharged from the multi-cyclone is
It flows into the gas turbine, where the energy of pressure and temperature disappears and is discharged. The exhaust gas at the gas turbine outlet is introduced into a charging device including, for example, a discharge electrode and a ground electrode, and dust in the gas is charged by corona discharge. At this time, the soot and dust adhering to the ground electrode due to corona discharge is heated by the heating device provided to the ground electrode, so that the soot and dust with high electric resistance is reduced, and stable discharge is maintained.

【0016】また、接地極に付着したばいじんを掻き取
ることにより、接地極面を清浄し、コロナ放電を安定化
してばいじんに電荷を効率良く与えられる。帯電したば
いじんはフィルタへ導入されて濾過面に捕集され、捕集
されたばいじんにより濾過表面の電位が上昇する。表面
電位が形成した濾過面に新たに流入する帯電したばいじ
んは、濾過表面の電位と同極性であるために反発し合
い、粒子相互は凝集して集塵性能は向上し、しかも、濾
過表面の通気抵抗が抑制される。このために払い落しの
頻度が少なく、フィルタの寿命を長く維持できる。
Further, by scraping off the dust and dirt adhering to the ground electrode, the ground electrode surface is cleaned and the corona discharge is stabilized, so that the dust and particles can be efficiently charged. The charged dust is introduced into the filter and collected on the filtration surface, and the collected dust raises the potential of the filtration surface. The charged dust that newly flows into the filtration surface formed by the surface potential repels each other because it has the same polarity as the potential of the filtration surface, and the particles agglomerate to improve the dust collection performance. The ventilation resistance is suppressed. For this reason, the frequency of brushing off is low, and the life of the filter can be maintained long.

【0017】[0017]

【実施例】本発明の一実施例について図を用いて説明す
る。図1は、本発明の加圧流動層ボイラ複合発電プラン
ト用脱塵システムの一実施例の説明図である。1は、加
圧流動層ボイラ、2は、大口径サイクロン21を収納す
る圧力容器、3は、小口径マルチサイクロン31を収納
する圧力容器、4はガスタービン、5は発電機、6はマ
ルチサイクロン31のホッパより排ガスの一部を吸引
し、そのガスに含まれるばいじんを除去するフィルタで
あり、その出口の排ガスは、ガスタービン4の入口に導
入される。7はエアヒータ、8は集塵装置であり、例え
ば該集塵装置8は荷電装置81,バグフィルタ82から
構成される。9は、煙突である。
Embodiment An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory diagram of an embodiment of a dedusting system for a pressurized fluidized bed boiler combined cycle power plant of the present invention. 1 is a pressurized fluidized bed boiler, 2 is a pressure vessel that houses a large-diameter cyclone 21, 3 is a pressure vessel that houses a small-diameter multi-cyclone 31, 4 is a gas turbine, 5 is a generator, and 6 is a multi-cyclone. It is a filter that sucks a part of the exhaust gas from the hopper 31 and removes the dust contained in the gas, and the exhaust gas at the outlet thereof is introduced to the inlet of the gas turbine 4. Reference numeral 7 is an air heater, and 8 is a dust collector. For example, the dust collector 8 is composed of a charging device 81 and a bag filter 82. 9 is a chimney.

【0018】加圧流動層ボイラ1の流動媒体には石灰石
が用いられ、加熱された石灰石の流動層内に微粉炭と空
気が供給されて燃焼する。ボイラより排出される燃焼排
ガスには、1Nm3当り約30gのばいじんが含まれ、
ばいじんの粒径はおよそ0.1〜100μmに分布して
いる。ガス温度は850〜900℃と高く、また、ガス
圧力も10〜20kg/cm2 と高い。
Limestone is used as the fluid medium of the pressurized fluidized bed boiler 1, and pulverized coal and air are supplied into the fluidized bed of heated limestone and burned. The combustion exhaust gas discharged from the boiler contains about 30 g of soot and dust per 1 Nm 3 ,
The particle size of soot and dust is distributed in the range of about 0.1 to 100 μm. The gas temperature is as high as 850 to 900 ° C., and the gas pressure is also as high as 10 to 20 kg / cm 2 .

【0019】ボイラからの排出ガスは、まず、サイクロ
ン外筒径が約1000mm程度の大口径サイクロン21に
よりおよそ10μm以上のばいじんが除去される。サイ
クロンが除去するばいじんの限界粒子径は、外筒径の大
きさに影響し、大きいと処理ガス量が大きい反面、除去
できる限界粒子径も大きくなり、除去率は低下する。サ
イクロン21の材質は耐熱材であり、例えば、外壁はス
テンレスまたは鋼板であるが、その内壁はシリカまたは
アルミナ等の耐火材でライニングされ、かつ、圧力容器
2内に収納される。
In the exhaust gas from the boiler, first, a large-diameter cyclone 21 having a cyclone outer cylinder diameter of about 1000 mm removes dust particles of about 10 μm or more. The limit particle size of soot and dust that the cyclone removes affects the size of the outer cylinder diameter. When it is large, the amount of processing gas is large, but the limit particle size that can be removed is also large, and the removal rate decreases. The material of the cyclone 21 is a heat resistant material, for example, the outer wall is stainless steel or a steel plate, but the inner wall is lined with a refractory material such as silica or alumina, and is housed in the pressure vessel 2.

【0020】マルチサイクロン31は、外筒径がサイク
ロン2よりおよそ一桁小さく、100mm程度の小口径サイ
クロンが複数個並列に組み込まれ、該マルチサイクロン
31により、3〜5μm以上のばいじんが除去される。
The outer diameter of the multi-cyclone 31 is smaller than that of the cyclone 2 by an order of magnitude, and a plurality of small-diameter cyclones of about 100 mm are installed in parallel. The multi-cyclone 31 removes dust particles of 3 to 5 μm or more. .

【0021】ここで、本発明のマルチサイクロンに用い
られる個々のサイクロン形状について、図2〜図6を用
いて説明する。図2において、32はガス入口を示し、
ばいじん分離筒34の上部にあり、ガスが接線方向に流
入する構成である。35はばいじん分離器であり、ばい
じん分離器35の外周とばいじん分離筒34には、ばい
じいんが流下するために数mmの間隔を有する。ばいじん
分離器35は、中央に小孔を有する上に凸の三角錐形状
であり、ガス分離器とガス分離筒とにおいて、分離され
たばいじんによる閉塞が起こらないように、ばいじんが
流下しやすい構造にしている。36はばいじん分離器の
支持枠、37はガス緩衝筒である。入口32より流入し
たガスは、矢印32′のように分離筒34内を旋回しな
がら下降し、ばいじん分離器35の先端付近で反転して
上昇し、出口33より排出される。一方、ばいじんは遠
心力により分離筒内壁に沿って下降する。
Here, individual cyclone shapes used in the multi-cyclone of the present invention will be described with reference to FIGS. In FIG. 2, reference numeral 32 denotes a gas inlet,
It is located on the upper part of the dust separation cylinder 34 and has a structure in which gas flows in a tangential direction. Reference numeral 35 is a dust separator, and the outer periphery of the dust separator 35 and the dust separating cylinder 34 have a space of several mm for the dust to flow down. The soot and dust separator 35 has an upwardly convex triangular pyramid shape having a small hole in the center and has a structure in which the soot and dust easily flows down so that the gas separator and the gas separation cylinder do not become blocked by the separated soot and dust. I have to. Reference numeral 36 is a support frame for the dust separator, and 37 is a gas buffer cylinder. The gas flowing in through the inlet 32 descends while swirling in the separation cylinder 34 as indicated by the arrow 32 ′, reverses and rises near the tip of the dust separator 35, and is discharged through the outlet 33. On the other hand, the soot and dust descends along the inner wall of the separation cylinder due to the centrifugal force.

【0022】個々のサイクロンが複数個並列に配列され
ると、個々のサイクロンに均一にガスを分配するのが難
しいために、分離されたばいじんが再飛散しないように
ガス緩衝筒が分離をよくするように作用する。すなわ
ち、分離されたばいじんは、緩衝筒内において旋回の力
が消滅し、重力沈降により降下するので隣接するサイク
ロン相互の干渉は抑制される。
When a plurality of individual cyclones are arranged in parallel, it is difficult to evenly distribute the gas to the individual cyclones. Therefore, the gas buffer cylinder improves the separation so that the separated dust is not re-scattered. Acts like. That is, since the separated dust and soot loses its turning force in the buffer cylinder and descends due to gravity settling, interference between adjacent cyclones is suppressed.

【0023】また、サイクロンホッパより、矢印38に
示すように、ガスの一部を抜き取るブローダウンを行う
と、マルチサイクロンの分離効果を、より一層発揮でき
る。図1において、フィルタ6に導入するガスの通路は
ブローダウンの流路である。
Further, as shown by the arrow 38, blowdown is performed to remove a part of the gas from the cyclone hopper, so that the separating effect of the multi-cyclone can be further exerted. In FIG. 1, the passage of the gas introduced into the filter 6 is a blowdown flow path.

【0024】図3は、緩衝筒が円筒形の例であり、図4
は、ばいじん分離器に十字形を有した変形例を示す。十
字形分離器は、ガスの旋回流を消滅する作用があり、分
離捕集したばいじんの再飛散の防止に効果がある。図5
は、図2のA−A′視図、図6は、図4のB−B′視図
を示す。
FIG. 3 shows an example in which the buffer cylinder has a cylindrical shape.
Shows a modification in which the dust separator has a cross shape. The cruciform separator has the effect of extinguishing the swirling flow of gas, and is effective in preventing re-scattering of separated and collected dust. Figure 5
2 is a view taken along the line AA 'in FIG. 2, and FIG. 6 is a view taken along the line BB' in FIG.

【0025】図7は、マルチサイクロン31の構成の一
例を示す。311はガス入口、312はガス出口を示し、
313はサイクロン個々の入口部32と、分離したばい
じんを遮蔽する仕切り板、314は、ガス入口部32と
ガス出口部33を遮蔽する仕切り板を示す。以上のよう
にガス入口311より流入したばいじんを含むガスは、
個々のサイクロン入口32より流入し、ばいじんの大部
分は分離除去されてホッパ315内に回収され、ガスは
出口33より排出され、マルチサイクロンの出口312
より煙道に排出される。
FIG. 7 shows an example of the structure of the multi-cyclone 31. 311 indicates a gas inlet, 312 indicates a gas outlet,
Reference numeral 313 denotes a partition plate that shields the individual inlet portions 32 of the cyclone and the separated dust, and reference numeral 314 denotes a partition plate that shields the gas inlet portion 32 and the gas outlet portion 33. As described above, the gas containing dust that has flowed in through the gas inlet 311 is
Most of the soot and dust that have flowed in from the individual cyclone inlets 32 are separated and removed and collected in the hopper 315, and the gas is discharged from the outlets 33 and the outlets 312 of the multi-cyclone.
More discharged to the flue.

【0026】マルチサイクロン31より排出されたガス
は、ガスタービン4を駆動して圧力と温度のエネルギが
消滅する。該ガスタービン4より流出したガスは、エア
ヒータ7を経て集塵装置8へ導入される。
The gas discharged from the multi-cyclone 31 drives the gas turbine 4 and the energy of pressure and temperature disappears. The gas flowing out from the gas turbine 4 is introduced into the dust collector 8 via the air heater 7.

【0027】図8及び図9は、荷電装置81の一実施例
を示す。図8は、接地極802の内部に加熱器83を施
した荷電装置を示す。801は放電極、802は接地
極、該放電極801と接地極802の両端に高電圧電源
84より電圧を荷電すると、両極間にコロナ放電が発生
し、多数のイオンが生じる。コロナ放電場を通過するば
いじんはイオンにより帯電される。放電場を通過するば
いじんの電気抵抗は、石炭の種類や流動媒体により決ま
り、流動媒体の石灰石がばいじん中に混入すると電気抵
抗が高くなり、このばいじんが接地極802に付着する
と、高抵抗障害により放電が著しく阻害される。ばいじ
んの電気抵抗は温度に依存性があり、温度が高くなると
低くなる性質がある。この特性を利用し、接地極に加熱
器83を施し、放電に異常が生じると温度調節器を介し
て接地極を加熱し、付着したばいじんの電気抵抗を下げ
て、安定な荷電を行うようにする。
8 and 9 show an embodiment of the charging device 81. FIG. 8 shows a charging device in which the heater 83 is provided inside the ground electrode 802. 801 is a discharge electrode, 802 is a ground electrode, and when a voltage is charged from the high voltage power supply 84 to both ends of the discharge electrode 801 and the ground electrode 802, corona discharge occurs between both electrodes and a large number of ions are generated. Dust passing through the corona discharge field is charged with ions. The electric resistance of the soot and dust passing through the discharge field is determined by the type of coal and the fluid medium. When limestone, which is the fluid medium, is mixed into the soot and dust, the electrical resistance becomes high. Discharge is significantly hindered. The electric resistance of soot and dust depends on temperature, and has the property of decreasing with increasing temperature. Utilizing this characteristic, the grounding electrode is provided with a heater 83, and when an abnormality occurs in the discharge, the grounding electrode is heated via a temperature controller to lower the electric resistance of the adhering dust and particles so that stable charging is performed. To do.

【0028】図9は、荷電装置の他の実施例を示し、移
動電極形荷電装置である。その効果は、接地極に付着し
たばいじんをブラシで掻き取ることにより、常に接地極
を清浄に維持し、安定放電を達成するものである。91
は放電極、92は接地極、この接地極92は、回転ドラ
ム93により移動できる。放電極91が敷設される部分
がガスの通路であり、ガスは紙面に直角方向に上から、
もしくは下から流れる。95,95′は、仕切り板9
6,96′でガス通路から隔離された室であり、この室
でブラシ94により接地極92に付着したばいじんを掻
き取ることができる。
FIG. 9 shows another embodiment of the charging device, which is a moving electrode type charging device. The effect is that the dust and dirt adhering to the ground electrode is scraped off with a brush, so that the ground electrode is always kept clean and stable discharge is achieved. 91
Is a discharge electrode, 92 is a ground electrode, and this ground electrode 92 can be moved by a rotating drum 93. The portion where the discharge electrode 91 is laid is a gas passage, and the gas is from above in the direction perpendicular to the paper surface.
Or flow from below. 95 and 95 'are partition plates 9
6, 96 'is a chamber which is isolated from the gas passage, in which dust and dirt adhering to the ground electrode 92 can be scraped off by the brush 94.

【0029】以上のように、電気抵抗が高いばいじんで
も、効果的にばいじんに電荷を与えることができる。次
に、帯電したばいじんの、フィルタへの捕集性について
述べる。
As described above, even if dust having a high electric resistance is used, the dust can be effectively charged. Next, the trapping property of charged dust on the filter will be described.

【0030】図10は、本発明に関係せず、ばいじんに
電荷を与えないときの、フィルタへのばいじん捕集状況
の一例を示す。82はフィルタ、101はばいいじんを
示す。フィルタ82へ導入されるばいじんの粒径は、既
にマルチサイクロンでばいじんの大部分が除去された残
りであり、平均径1μmほどの微細であるために、フィ
ルタに捕集されると粒子相互が密着し、短時間で通気抵
抗が上昇する。
FIG. 10 shows an example of the dust collection state on the filter when no charge is applied to the dust, which is not related to the present invention. Reference numeral 82 denotes a filter, and 101 denotes soot and dust. The particle size of the soot and dust introduced into the filter 82 is the residue after the majority of the soot and dust has already been removed by the multi-cyclone, and since it is fine with an average diameter of about 1 μm, the particles adhere to each other when collected by the filter. However, the ventilation resistance increases in a short time.

【0031】図11は、本発明によるもので、ばいじん
に電荷を与えたときの捕集状況である。102は帯電し
た粒子を示し、フィルタ82に捕集されると粒子は互い
に同じ電荷を有しているために反発しあって鎖状に付着
し、通気抵抗を大幅に低減することができる。ばいじん
に電荷を与えることは、通気抵抗の低減ばかりでなく、
フィルタの捕集効率も向上する。特に、フィルタが清浄
時に帯電の効果が顕著に現れる。
FIG. 11 shows the state of collection when dust is charged, according to the present invention. Reference numeral 102 denotes charged particles. When the particles are collected by the filter 82, the particles have the same electric charge, and therefore repel each other and adhere to each other in a chain shape, whereby the ventilation resistance can be significantly reduced. Giving an electric charge to dust not only reduces the ventilation resistance but also
The collection efficiency of the filter is also improved. In particular, when the filter is clean, the charging effect is remarkable.

【0032】以上のように、本発明の脱塵システムは、
ガスタービン4に流入する高温・高圧の排ガスにおいて
は、遠心分離を応用したサイクロン集塵方式を採用し、
ガスタービン4の出口排ガス、すなわち、低温・低圧に
おいては静電集塵方式を採用したのが特徴である。
As described above, the dust removal system of the present invention is
For the high temperature and high pressure exhaust gas flowing into the gas turbine 4, a cyclone dust collection method applying centrifugal separation is adopted,
The characteristic feature of the exhaust gas of the gas turbine 4, that is, the electrostatic precipitating method is adopted at low temperature and low pressure.

【0033】本実施例では、集塵装置8は濾過方式につ
いて述べたが、電気集塵方式では、ばいじんの電気抵抗
の高低に対応できる方式として、図9に示した移動電極
形電気集塵装置を採用することにより、濾過方式と同等
の集塵性能を達成することができる。
In the present embodiment, the dust collector 8 has been described as a filtration type, but the electric dust collector is a moving electrode type electrostatic dust collector shown in FIG. 9 as a system capable of dealing with high and low electric resistance of dust. By adopting, it is possible to achieve the dust collection performance equivalent to that of the filtration method.

【0034】[0034]

【発明の効果】本発明になる脱塵システムによれば、高
温脱塵の信頼性が高く、かつ、高抵抗ばいじんを効率良
く除去できるために、加圧流動層ボイラ発電プラント運
用の信頼性を高められ、電力の安定供給が可能であるこ
と、更に、大気環境にやさしい発電プラントが提供でき
る。
According to the dedusting system of the present invention, high-temperature dedusting is highly reliable, and high-resistance dust and soot can be efficiently removed. Therefore, reliability of operation of the pressurized fluidized bed boiler power plant is improved. It is possible to provide a power plant that is enhanced and can stably supply electric power, and that is also friendly to the atmospheric environment.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の加圧流動層ボイラ発電プラント用脱塵
システムの一実施例説明図。
FIG. 1 is an explanatory view of an embodiment of a dedusting system for a pressurized fluidized bed boiler power plant of the present invention.

【図2】本発明マルチサイクロンの個々のサイクロン構
成図。
FIG. 2 is an individual cyclone configuration diagram of the multi-cyclone of the present invention.

【図3】サイクロンの他の実施例説明図。FIG. 3 is an explanatory view of another embodiment of the cyclone.

【図4】サイクロンの他の実施例説明図。FIG. 4 is an explanatory view of another embodiment of the cyclone.

【図5】図2のA−A′視図。5 is an AA ′ view of FIG.

【図6】図4のB−B′視図。6 is a BB ′ view of FIG. 4. FIG.

【図7】本発明のマルチサイクロンの一実施例説明図。FIG. 7 is an explanatory diagram of an embodiment of the multi-cyclone of the present invention.

【図8】加熱電極形荷電装置の概要図。FIG. 8 is a schematic view of a heating electrode type charging device.

【図9】移動電極形荷電装置の概要図。FIG. 9 is a schematic diagram of a moving electrode type charging device.

【図10】無荷電時の、フィルタへのばいじん捕集状況
の概略図。
FIG. 10 is a schematic view of a dust collection state on a filter when not charged.

【図11】荷電時の、フィルタへのばいじん捕集状況の
概略図。
FIG. 11 is a schematic view of a dust collection state on a filter during charging.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…加圧流動層ボイラ、21…シングルサイクロン、3
1…マルチサイクロン、35…ばいじん分離器、37…
ガス緩衝筒、4…ガスタービン、8…集塵装置、81…
荷電装置、82…バグフィルタ。
1 ... Pressure fluidized bed boiler, 21 ... Single cyclone, 3
1 ... Multi-cyclone, 35 ... Dust separator, 37 ...
Gas buffer cylinder, 4 ... Gas turbine, 8 ... Dust collector, 81 ...
Charging device, 82 ... Bag filter.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 戸室 仁一 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 町田 雅人 茨城県日立市幸町三丁目1番1号 株式会 社日立製作所日立工場内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor, Shinichi Tomuro, 7-1, 1-1, Omika-cho, Hitachi-shi, Ibaraki Hitachi Ltd. Hitachi Research Laboratory (72) Inventor, Masato Machida 3-chome, Saiwai-cho, Hitachi-shi, Ibaraki No. 1 No. 1 Stock Company Hitachi Ltd. Hitachi factory

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】加圧流動層ボイラ,蒸気タービン発電機及
びガスタービン発電機とを有する加圧流動層ボイラ複合
発電プラントにおいて、前記加圧流動層ボイラ排ガス中
のばいじんを、大口径サイクロンで除去した後に、ガス
緩衝筒を備えた小口径マルチサイクロンにより除去して
ガスタービンに導入し、該ガスタービン出口煙道に前記
マルチサイクロンで除去できなかった微細なばいじんを
除去する静電集塵装置を備えたことを特徴とする加圧流
動層ボイラ複合発電プラント用脱塵システム。
1. A pressurized fluidized bed boiler combined cycle power generation plant having a pressurized fluidized bed boiler, a steam turbine generator and a gas turbine generator, wherein dust in the exhaust gas of the pressurized fluidized bed boiler is removed by a large-diameter cyclone. After that, an electrostatic precipitator for removing fine dust that could not be removed by the multi cyclone is introduced into the gas turbine outlet flue by removing it with a small caliber multi cyclone equipped with a gas buffer cylinder. A dedusting system for a pressurized fluidized bed boiler combined cycle power plant characterized by being equipped.
【請求項2】加圧流動層ボイラ複合発電プラントにおい
て、ボイラ排ガス中のばいじんを、高温・高圧排ガス領
域は遠心式集塵方式で除去し、低温・低圧領域は静電集
塵方式で除去することを特徴とする加圧流動層ボイラ複
合発電プラント用脱塵システム。
2. In a pressurized fluidized bed boiler combined cycle power plant, soot and dust in boiler exhaust gas are removed by a centrifugal dust collection method in a high temperature / high pressure exhaust gas area and an electrostatic dust collection method in a low temperature / low pressure area. A dedusting system for a pressurized fluidized bed boiler combined cycle power plant, which is characterized in that
【請求項3】請求項1の小口径マルチサイクロンのホッ
パより排ガスの一部を吸引し、該マルチサイクロンの後
流側煙道に排出するブローダウン方式を採用したことを
特徴とする請求項1の脱塵システム。
3. A blowdown system for sucking a part of exhaust gas from a hopper of a small-diameter multi-cyclone according to claim 1 and discharging the exhaust gas to a flue on the downstream side of the multi-cyclone. Dedusting system.
【請求項4】前記小口径マルチサイクロンは、ばいじん
分離器の下方にばいじん緩衝筒を設けたことを特徴とす
る請求項1の小口径マルチサイクロン。
4. The small-diameter multicyclone according to claim 1, wherein the small-diameter multicyclone is provided with a dust buffer cylinder below the dust separator.
【請求項5】前記小口径マルチサイクロンのばいじん分
離器は、中央に小孔をもった上に凸の円錐形、または例
えば十字形分離器であることを特徴とする請求項4の小
口径マルチサイクロン。
5. The small-diameter multi according to claim 4, wherein the dust separator of the small-diameter multi-cyclone is a convex conical shape having a small hole in the center, or a cruciform separator, for example. Cyclone.
【請求項6】前記小口径マルチサイクロンのばいじん分
離器の下方に、ガス緩衝筒を設けたことを特徴とする請
求項4の小口径マルチサイクロン。
6. The small diameter multi-cyclone according to claim 4, wherein a gas buffer cylinder is provided below the dust separator of the small diameter multi-cyclone.
【請求項7】請求項1の静電集塵装置は、ばいじんに電
荷を与える荷電装置と、該荷電装置において帯電された
ばいじんを除去するバグフィルタから構成することを特
徴とする請求項1の脱塵システム。
7. The electrostatic precipitator according to claim 1 is composed of a charging device for giving an electric charge to the dust and a bag filter for removing the charged dust in the charging device. Dust removal system.
【請求項8】前記荷電装置は、放電極とこれに対向する
接地極から構成され、接地極に付着したばいじんを除去
するための掻き取り装置を具備したことを特徴とする請
求項7の静電集塵装置。
8. The static charging device according to claim 7, wherein the charging device comprises a discharging electrode and a grounding electrode facing the discharging electrode, and is equipped with a scraping device for removing dust and dirt adhering to the grounding electrode. Electrostatic precipitator.
【請求項9】前記荷電装置は、放電極とこれに対向する
接地極から構成されると共に、接地極には接地極表面が
任意の温度に調整できる加熱装置を具備していることを
特徴とする請求項7の静電集塵装置。
9. The charging device comprises a discharge electrode and a ground electrode facing the discharge electrode, and the ground electrode is equipped with a heating device capable of adjusting the surface of the ground electrode to an arbitrary temperature. The electrostatic dust collector according to claim 7.
【請求項10】前記集塵装置のバグフィルタは、電気的
に絶縁性素材になるフィルタであることを特徴とする請
求項7の静電集塵装置。
10. The electrostatic precipitator according to claim 7, wherein the bag filter of the precipitator is a filter which becomes an electrically insulating material.
【請求項11】請求項1の静電集塵装置は、放電極と集
塵極から構成された電気集塵装置であり、放電極は固定
極とし、集塵極は、稼働部を備えるとともに、集塵極に
捕集したばいじんをブラシでもって掻き取る装置を具備
したことを特徴とする請求項1の脱塵システム。
11. An electrostatic precipitator according to claim 1 is an electrostatic precipitator comprising a discharge electrode and a dust collecting electrode, wherein the discharge electrode is a fixed pole, and the dust collecting pole is provided with an operating part. The dust removing system according to claim 1, further comprising a device for scraping off the dust collected on the dust collecting electrode with a brush.
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Cited By (3)

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