JPH06281108A - 循環流動床ボイラにおける低発熱量ガスの混焼方法 - Google Patents
循環流動床ボイラにおける低発熱量ガスの混焼方法Info
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- JPH06281108A JPH06281108A JP5093878A JP9387893A JPH06281108A JP H06281108 A JPH06281108 A JP H06281108A JP 5093878 A JP5093878 A JP 5093878A JP 9387893 A JP9387893 A JP 9387893A JP H06281108 A JPH06281108 A JP H06281108A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 循環流動床ボイラにおいて高炉ガス等の低発
熱量ガスの混焼を可能とする。 【構成】 燃焼室底部へ低発熱量ガスを供給すると共
に、排ガス再循環系統１８により燃焼排ガスの一部を燃
焼室８に戻し、この排ガス再循環系統１８中の流量制御
ダンパ２１を、制御装置２２により、低発熱量ガスの混
焼割合が少なく燃焼室内ガス流速が不足するときには燃
焼排ガス量の燃焼室への戻し量を増加し、逆に、低発熱
量ガスの混焼割合が多いときには燃焼排ガスの戻り量を
減少させるように制御する。
熱量ガスの混焼を可能とする。 【構成】 燃焼室底部へ低発熱量ガスを供給すると共
に、排ガス再循環系統１８により燃焼排ガスの一部を燃
焼室８に戻し、この排ガス再循環系統１８中の流量制御
ダンパ２１を、制御装置２２により、低発熱量ガスの混
焼割合が少なく燃焼室内ガス流速が不足するときには燃
焼排ガス量の燃焼室への戻し量を増加し、逆に、低発熱
量ガスの混焼割合が多いときには燃焼排ガスの戻り量を
減少させるように制御する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、循環流動床ボイラ、特
に低発熱量ガスを混焼可能とした循環流動床ボイラ及び
その混焼方法に関するものである。
に低発熱量ガスを混焼可能とした循環流動床ボイラ及び
その混焼方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、石炭焚きボイラとして微粉炭焚き
ボイラが主流となっているが、炉内脱硫により脱硫装置
を必要とせず、また低温燃焼によってＮ０ｘが低く押さ
えられる流動床ボイラが近年脚光を浴びている。この流
動床ボイラには炉内流速１ｍ／ｓ程度で燃焼室の下方で
流動化させるバブリング型と媒体粒子の長い対流時間を
確保することで高い燃焼効率が得られる循環型の２種類
があり、大容量化の面で循環型流動床ボイラが注目され
ている。ところで、かかる循環型流動床ボイラにおい
て、石炭等の固形燃料と一緒に、製鉄所や化学工場で副
生する低カロリーガスを入れて混焼させることができれ
ば、エネルギーの有効活用の面から燃料源の多様化の面
から非常に有益であると考えられる。
ボイラが主流となっているが、炉内脱硫により脱硫装置
を必要とせず、また低温燃焼によってＮ０ｘが低く押さ
えられる流動床ボイラが近年脚光を浴びている。この流
動床ボイラには炉内流速１ｍ／ｓ程度で燃焼室の下方で
流動化させるバブリング型と媒体粒子の長い対流時間を
確保することで高い燃焼効率が得られる循環型の２種類
があり、大容量化の面で循環型流動床ボイラが注目され
ている。ところで、かかる循環型流動床ボイラにおい
て、石炭等の固形燃料と一緒に、製鉄所や化学工場で副
生する低カロリーガスを入れて混焼させることができれ
ば、エネルギーの有効活用の面から燃料源の多様化の面
から非常に有益であると考えられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】例えば、製鉄所におい
て副生される高炉ガスの発熱量は、図４から分るよう
に、他の燃料ガスが高い発熱量（コークス炉ガス４５０
０ｋｃａｌ／Ｎｍ3 ）を持つのに対して６８０〜８５０
ｋｃａｌ／Ｎｍ3 と低く、貧ガスとも呼ばれるという特
質を有する。このため、高炉ガスを循環流動床ボイラで
混焼させる場合には、高発熱量ガスとは異なる低発熱量
ガス特有の問題を、循環流動床ボイラにおいて克服する
必要がある。
て副生される高炉ガスの発熱量は、図４から分るよう
に、他の燃料ガスが高い発熱量（コークス炉ガス４５０
０ｋｃａｌ／Ｎｍ3 ）を持つのに対して６８０〜８５０
ｋｃａｌ／Ｎｍ3 と低く、貧ガスとも呼ばれるという特
質を有する。このため、高炉ガスを循環流動床ボイラで
混焼させる場合には、高発熱量ガスとは異なる低発熱量
ガス特有の問題を、循環流動床ボイラにおいて克服する
必要がある。
【０００４】これは、循環流動床ボイラの場合、脱硫反
応の良好な８７０℃程度に炉内温度を維持しつつ、炉内
流速を、例えば最低で約２ｍ／ｓ、上限で５〜６ｍ／ｓ
という値に維持しなければならないというプラント側か
らの要請に起因するものである。この要請は、燃焼室内
のガス流速が先の上限値より高くなると、水冷壁ででき
ているボイラーの伝熱管に摩耗が起きること、また逆
に、燃焼室内のガス流速が約２ｍ／ｓより低下すると、
一次空気風箱内に流動粒子の流れ込みが生じる事からく
るものである。
応の良好な８７０℃程度に炉内温度を維持しつつ、炉内
流速を、例えば最低で約２ｍ／ｓ、上限で５〜６ｍ／ｓ
という値に維持しなければならないというプラント側か
らの要請に起因するものである。この要請は、燃焼室内
のガス流速が先の上限値より高くなると、水冷壁ででき
ているボイラーの伝熱管に摩耗が起きること、また逆
に、燃焼室内のガス流速が約２ｍ／ｓより低下すると、
一次空気風箱内に流動粒子の流れ込みが生じる事からく
るものである。
【０００５】具体的に表現すると循環流動床ボイラでの
低発熱量ガスの燃焼においては、例えば燃料熱量１Ｍカ
ロリー当り１．３ｍ3 程度の湿排ガス量を生じる石炭の
専焼時を基準にして上記最大ガス流速５ｍ／ｓの制限に
て燃焼室断面積を設計した場合、同一投入熱量で燃焼熱
量１Ｍカロリー当り２．３ｍ3 程度の温排ガス量を生む
高炉ガスを入れた場合には、燃焼室内のガス流速が上記
上限値の５ｍ／ｓを超えてしまい、また、高炉ガスを基
準にしてその低発熱量ガスの最大混焼割合で燃焼室断面
積を設計した場合、今度は高炉ガスを減らして石炭専焼
としたときに燃焼室内のガス流速が上記下限値の２ｍ／
ｓを下回ってしまうという問題を克服する必要がある。
低発熱量ガスの燃焼においては、例えば燃料熱量１Ｍカ
ロリー当り１．３ｍ3 程度の湿排ガス量を生じる石炭の
専焼時を基準にして上記最大ガス流速５ｍ／ｓの制限に
て燃焼室断面積を設計した場合、同一投入熱量で燃焼熱
量１Ｍカロリー当り２．３ｍ3 程度の温排ガス量を生む
高炉ガスを入れた場合には、燃焼室内のガス流速が上記
上限値の５ｍ／ｓを超えてしまい、また、高炉ガスを基
準にしてその低発熱量ガスの最大混焼割合で燃焼室断面
積を設計した場合、今度は高炉ガスを減らして石炭専焼
としたときに燃焼室内のガス流速が上記下限値の２ｍ／
ｓを下回ってしまうという問題を克服する必要がある。
【０００６】尚、循環流動床ボイラにおいてコークス炉
ガスを混焼させることは既に知られているが、コークス
炉ガスは高発熱量ガスであり、図３と図４の比較から明
らかなように、燃料単位発熱量当りの燃焼ガス量が石炭
の場合とほぼ等しく一定であるため、燃焼室内ガス流速
の変化が少なく、循環流動床ボイラの安定な操業が可能
となっているのであり、混焼させることに困難を生じな
い。
ガスを混焼させることは既に知られているが、コークス
炉ガスは高発熱量ガスであり、図３と図４の比較から明
らかなように、燃料単位発熱量当りの燃焼ガス量が石炭
の場合とほぼ等しく一定であるため、燃焼室内ガス流速
の変化が少なく、循環流動床ボイラの安定な操業が可能
となっているのであり、混焼させることに困難を生じな
い。
【０００７】そこで、本発明の目的は、燃焼室内ガス速
度を流動層の形成される所定範囲に維持して低発熱量ガ
スの混焼を可能とする循環流動床ボイラの構造及び該ボ
イラにおける低発熱量ガスの混焼方法を提供することに
ある。
度を流動層の形成される所定範囲に維持して低発熱量ガ
スの混焼を可能とする循環流動床ボイラの構造及び該ボ
イラにおける低発熱量ガスの混焼方法を提供することに
ある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の循環流動床ボイラは、燃焼室底部のベッド
を構成する粗粒子を、サイクロン、ニューマチックバル
ブを経由して燃焼室の底部からベッドに再循環させ、サ
イクロンで捕集できなかった微粒子を同伴した燃焼排ガ
スを排ガスダクトを通して系外へ排出させる循環流動床
ボイラにおいて、上記燃焼室底部へ低発熱量ガスを供給
する燃料ガス供給管と、燃焼排ガスの一部を取り出して
燃焼室に戻す排ガス再循環系統と、この排ガス再循環系
統中の流量制御ダンパを制御する制御装置とを設け、該
制御装置により、燃焼室内ガス流速の適正化の見地か
ら、低発熱量ガスの混焼割合が少ないときには燃焼排ガ
ス量の燃焼室への戻し量を増加し、逆に、低発熱量ガス
の混焼割合が多いときには燃焼排ガスの戻り量を減少さ
せるように制御する構成のものである（請求項１）。こ
の場合、上記排ガス再循環系統による燃焼排ガスの戻し
は、燃焼室のベッドへ戻す（請求項２）。
め、本発明の循環流動床ボイラは、燃焼室底部のベッド
を構成する粗粒子を、サイクロン、ニューマチックバル
ブを経由して燃焼室の底部からベッドに再循環させ、サ
イクロンで捕集できなかった微粒子を同伴した燃焼排ガ
スを排ガスダクトを通して系外へ排出させる循環流動床
ボイラにおいて、上記燃焼室底部へ低発熱量ガスを供給
する燃料ガス供給管と、燃焼排ガスの一部を取り出して
燃焼室に戻す排ガス再循環系統と、この排ガス再循環系
統中の流量制御ダンパを制御する制御装置とを設け、該
制御装置により、燃焼室内ガス流速の適正化の見地か
ら、低発熱量ガスの混焼割合が少ないときには燃焼排ガ
ス量の燃焼室への戻し量を増加し、逆に、低発熱量ガス
の混焼割合が多いときには燃焼排ガスの戻り量を減少さ
せるように制御する構成のものである（請求項１）。こ
の場合、上記排ガス再循環系統による燃焼排ガスの戻し
は、燃焼室のベッドへ戻す（請求項２）。
【０００９】また、上記制御装置は、燃焼室内の上下の
部位の温度差を予め定めた設定温度差と比較し、その比
較偏差に従って上記流量制御ダンパを制御し、結果的に
その偏差をなくすように排ガス循環量を操作する機能を
有する構成とするか（請求項３）、又は、燃焼室内の上
下の部位の圧力差を予め定めた設定圧力差と比較し、そ
の比較偏差に従って上記流量制御ダンパを制御し、結果
的にその偏差をなくすように排ガス循環量を操作する機
能を有する構成とする（請求項４）。
部位の温度差を予め定めた設定温度差と比較し、その比
較偏差に従って上記流量制御ダンパを制御し、結果的に
その偏差をなくすように排ガス循環量を操作する機能を
有する構成とするか（請求項３）、又は、燃焼室内の上
下の部位の圧力差を予め定めた設定圧力差と比較し、そ
の比較偏差に従って上記流量制御ダンパを制御し、結果
的にその偏差をなくすように排ガス循環量を操作する機
能を有する構成とする（請求項４）。
【００１０】
【作 用】循環流動床ボイラにおいて低発熱量ガスの混
焼を可能とする場合、石炭専焼時、低発熱量ガス低混焼
比率領域、ボイラ低負荷領域等において、燃焼室内粒子
の適性な燃焼室ガス流速を維持する必要がある。
焼を可能とする場合、石炭専焼時、低発熱量ガス低混焼
比率領域、ボイラ低負荷領域等において、燃焼室内粒子
の適性な燃焼室ガス流速を維持する必要がある。
【００１１】請求項１の構成においては、低発熱量ガス
が燃料ガス供給管から燃焼室底部の例えばベッドへ供給
される一方、排ガス再循環系統により、燃焼排ガスの一
部が取り出されて燃焼室に戻される。この燃焼室に戻さ
れる再循環量は、排ガス再循環系統中の流量制御ダンパ
及びその制御装置により、次のように制御される。即
ち、低発熱量ガスの混焼割合が少ない時には、燃焼ガス
が少なくなって燃焼室内のガス流速が低下するため、燃
焼排ガス量の燃焼室への戻し量を増加させて、燃焼室内
ガス流速の低下を抑制する。逆に、低発熱量ガスの混焼
割合が多いときには燃焼排ガスの戻り量が減少させ、燃
焼室内ガス流速の上昇を抑制する。これにより、燃焼室
内のガス流速をボイラー本体に摩耗の生じない上限値及
び固定層とならない下限値の範囲の流動層範囲に抑え
て、熱媒体を循環させることができ、安定な操業状態に
持って行くことができる。
が燃料ガス供給管から燃焼室底部の例えばベッドへ供給
される一方、排ガス再循環系統により、燃焼排ガスの一
部が取り出されて燃焼室に戻される。この燃焼室に戻さ
れる再循環量は、排ガス再循環系統中の流量制御ダンパ
及びその制御装置により、次のように制御される。即
ち、低発熱量ガスの混焼割合が少ない時には、燃焼ガス
が少なくなって燃焼室内のガス流速が低下するため、燃
焼排ガス量の燃焼室への戻し量を増加させて、燃焼室内
ガス流速の低下を抑制する。逆に、低発熱量ガスの混焼
割合が多いときには燃焼排ガスの戻り量が減少させ、燃
焼室内ガス流速の上昇を抑制する。これにより、燃焼室
内のガス流速をボイラー本体に摩耗の生じない上限値及
び固定層とならない下限値の範囲の流動層範囲に抑え
て、熱媒体を循環させることができ、安定な操業状態に
持って行くことができる。
【００１２】上記排ガス再循環系統による燃焼排ガスの
戻しは、流動化作用の見地から、燃焼室の下部のベッド
へ戻すことが有効である（請求項２）。
戻しは、流動化作用の見地から、燃焼室の下部のベッド
へ戻すことが有効である（請求項２）。
【００１３】ところで、通常の燃焼空気量制御によっ
て、燃焼室に供給される空気、低発熱量ガス及び燃焼ガ
スによる燃焼室内ガス流速が適正値を満たさない場合、
燃焼室上下温度差又は燃焼室上下差圧が適正値を外れる
形となって現れる。そこで、この燃焼室上下温度差又は
燃焼室上下差圧のいずれかを用いて又は両者を併用し
て、燃焼室内ガス流速の適正を判断し、上述した低発熱
量ガスの混焼割合の大小を判定する（請求項３，４）。
そして、予め定めた設定温度差又は設定圧力差に対する
比較偏差をなくすように排ガス循環量を操作することに
より、上記安定な操業状態を維持することができる。
て、燃焼室に供給される空気、低発熱量ガス及び燃焼ガ
スによる燃焼室内ガス流速が適正値を満たさない場合、
燃焼室上下温度差又は燃焼室上下差圧が適正値を外れる
形となって現れる。そこで、この燃焼室上下温度差又は
燃焼室上下差圧のいずれかを用いて又は両者を併用し
て、燃焼室内ガス流速の適正を判断し、上述した低発熱
量ガスの混焼割合の大小を判定する（請求項３，４）。
そして、予め定めた設定温度差又は設定圧力差に対する
比較偏差をなくすように排ガス循環量を操作することに
より、上記安定な操業状態を維持することができる。
【００１４】尚、形式の異なる微粉炭焚きボイラにおい
ては、燃焼排ガスの一部を燃焼室に戻すシステムが実機
化されているが、これは低ＮＯｘ対策や蒸気温度制御対
策として実施されているものであり、従来、循環流動床
ボイラにおいて低発熱量ガスの混焼及び燃焼排ガスの一
部を燃焼室に戻すシステムの実機例はない。
ては、燃焼排ガスの一部を燃焼室に戻すシステムが実機
化されているが、これは低ＮＯｘ対策や蒸気温度制御対
策として実施されているものであり、従来、循環流動床
ボイラにおいて低発熱量ガスの混焼及び燃焼排ガスの一
部を燃焼室に戻すシステムの実機例はない。
【００１５】
【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面に基づい
て説明する。図１において、ボイラ本体１内の下部の空
気分散板２上には、燃料バンカー３からの石炭が石灰石
バンカー４からの石灰石（脱硫剤）と共に供給され、ま
た、図示してない補助循環粒子ビンから灰や砂等からな
るベッド材が供給される。更に、燃焼室底部の空気ノズ
ル２上には、低熱量ガスである高炉ガスが燃料ガス供給
管５から供給される。
て説明する。図１において、ボイラ本体１内の下部の空
気分散板２上には、燃料バンカー３からの石炭が石灰石
バンカー４からの石灰石（脱硫剤）と共に供給され、ま
た、図示してない補助循環粒子ビンから灰や砂等からな
るベッド材が供給される。更に、燃焼室底部の空気ノズ
ル２上には、低熱量ガスである高炉ガスが燃料ガス供給
管５から供給される。
【００１６】燃焼用空気は、一次空気供給管６を経て空
気ノズル２の下方に供給される燃焼・流動用一次空気
と、二次空気供給管７を経て燃焼室８の側壁から供給さ
れる二段燃焼用の二次空気とに分かれており、一次空気
と二次空気によってほぼ理論空気比において空気ノズル
２上で、燃料と媒体粒子を流動化させながら、燃料を燃
焼させる。
気ノズル２の下方に供給される燃焼・流動用一次空気
と、二次空気供給管７を経て燃焼室８の側壁から供給さ
れる二段燃焼用の二次空気とに分かれており、一次空気
と二次空気によってほぼ理論空気比において空気ノズル
２上で、燃料と媒体粒子を流動化させながら、燃料を燃
焼させる。
【００１７】ここに生成される「流動床」は、固体粒子
が上昇するガス流とつり合って、ガスと粒子の混合体が
流体のような挙動を示す状態であり、この流動床は、燃
焼室底部の粒子密度の高いベッドとなる部分（デンスフ
ェイズ）と、その上の粒子密度の低い部分（ダイリュー
トフェイズ）の二つの流動状態からなる。
が上昇するガス流とつり合って、ガスと粒子の混合体が
流体のような挙動を示す状態であり、この流動床は、燃
焼室底部の粒子密度の高いベッドとなる部分（デンスフ
ェイズ）と、その上の粒子密度の低い部分（ダイリュー
トフェイズ）の二つの流動状態からなる。
【００１８】燃料及び媒体粒子は燃焼室８内で燃焼、粉
化、脱硫反応等を伴って燃焼排ガスと共に燃焼室８から
排出され、粗粒子は粒子捕集器たるホットサイクロン９
で回収される。ホットサイクロン９で捕集された媒体粒
子及び燃焼灰などの粗粒子は、ニューマチックバルブ１
０を通って燃焼室８の低部からベッド（デンスフェイ
ズ）に循環され、循環粒子の混合が高められる。また、
ホットサイクロン９で捕集できなかった微粒子は、燃焼
排ガスと共に過熱器１１、節炭器１２で熱交換し、更に
空気予熱器１３を通過して最終的に集塵機１４で集塵さ
れ、燃焼排ガスは誘引通風機１５により煙突１６から系
外へ排出される。そして、ニューマチックバルブ１０か
らの粗粒子は、ブロア１７からニューマチックバルブ１
０の底部、側部から供給される空気により、燃焼室８内
のベッドへ再循環される。
化、脱硫反応等を伴って燃焼排ガスと共に燃焼室８から
排出され、粗粒子は粒子捕集器たるホットサイクロン９
で回収される。ホットサイクロン９で捕集された媒体粒
子及び燃焼灰などの粗粒子は、ニューマチックバルブ１
０を通って燃焼室８の低部からベッド（デンスフェイ
ズ）に循環され、循環粒子の混合が高められる。また、
ホットサイクロン９で捕集できなかった微粒子は、燃焼
排ガスと共に過熱器１１、節炭器１２で熱交換し、更に
空気予熱器１３を通過して最終的に集塵機１４で集塵さ
れ、燃焼排ガスは誘引通風機１５により煙突１６から系
外へ排出される。そして、ニューマチックバルブ１０か
らの粗粒子は、ブロア１７からニューマチックバルブ１
０の底部、側部から供給される空気により、燃焼室８内
のベッドへ再循環される。
【００１９】ところで、上記循環流動床における燃焼室
８の断面積は、摩耗防止のため最大ガス流速５〜６ｍ／
ｓという制限を設けて設計するが、低発熱量ガスたる高
炉ガスとの混焼時は、燃焼ガス量がその混焼割合によっ
て大きく変化するため、その最大混焼によって燃焼室８
の断面積を決めている。しかし、このように設計した燃
焼室で石炭専焼すると、燃焼室８内のガス流速が小さく
なり、低負荷領域等で適正な流動を維持できなくなる。
そこで、この対応策として、燃焼排ガスの一部を取り出
して燃焼室に戻し、これにより、燃焼室内ガス流速の制
御を可能とする。
８の断面積は、摩耗防止のため最大ガス流速５〜６ｍ／
ｓという制限を設けて設計するが、低発熱量ガスたる高
炉ガスとの混焼時は、燃焼ガス量がその混焼割合によっ
て大きく変化するため、その最大混焼によって燃焼室８
の断面積を決めている。しかし、このように設計した燃
焼室で石炭専焼すると、燃焼室８内のガス流速が小さく
なり、低負荷領域等で適正な流動を維持できなくなる。
そこで、この対応策として、燃焼排ガスの一部を取り出
して燃焼室に戻し、これにより、燃焼室内ガス流速の制
御を可能とする。
【００２０】１８は燃焼排ガスの一部を取り出して燃焼
室に戻す排ガス再循環系統であり、排ガスダクトの集塵
機１４を通過した後の部分、つまり通風機１５の手前側
から排ガスの一部を取り出して、燃焼室８の底部の粒子
密度の高いベッド（デンスフェイズ）部分へ戻すべく配
管した排ガス再循環管１９と、この排ガス再循環管１９
中に設けた昇圧用の排ガス循環ブロア２０と、再循環量
を加減すべく排ガス再循環管１９中に設けた流量制御ダ
ンパ２１とから構成される。
室に戻す排ガス再循環系統であり、排ガスダクトの集塵
機１４を通過した後の部分、つまり通風機１５の手前側
から排ガスの一部を取り出して、燃焼室８の底部の粒子
密度の高いベッド（デンスフェイズ）部分へ戻すべく配
管した排ガス再循環管１９と、この排ガス再循環管１９
中に設けた昇圧用の排ガス循環ブロア２０と、再循環量
を加減すべく排ガス再循環管１９中に設けた流量制御ダ
ンパ２１とから構成される。
【００２１】２２は、流量制御ダンパ２１を制御する制
御装置であり、低発熱量ガスの混焼割合が少ないときに
は、燃焼ガスが少なく、燃焼室内ガス流速が低下するた
め、排ガス循環ブロア２０からの燃焼排ガス量の燃焼室
への戻し量を増加し、逆に、低発熱量ガスの混焼割合が
多いときには、排ガス循環ブロア２０からの燃焼排ガス
の戻り量を減少させるように、流量制御ダンパ２１を制
御する。
御装置であり、低発熱量ガスの混焼割合が少ないときに
は、燃焼ガスが少なく、燃焼室内ガス流速が低下するた
め、排ガス循環ブロア２０からの燃焼排ガス量の燃焼室
への戻し量を増加し、逆に、低発熱量ガスの混焼割合が
多いときには、排ガス循環ブロア２０からの燃焼排ガス
の戻り量を減少させるように、流量制御ダンパ２１を制
御する。
【００２２】ところで、上記流量制御には燃焼室内ガス
流速の適否の判断が必要である。ここでは、通常の燃焼
空気量制御によって燃焼室に供給される空気，低発熱量
ガス及び燃焼ガスによる燃焼室内ガス流速が適正値を満
たさない場合、燃焼室上下温度差又は燃焼室上下差圧が
適正値を外れる形となって現れる点に着目し、この燃焼
室上下温度差又は燃焼室上下差圧のいずれかを用いて又
は両者を併用して、燃焼室内ガス流速の適正を判断し、
上述した低発熱量ガスの混焼割合の大小を判定する。
流速の適否の判断が必要である。ここでは、通常の燃焼
空気量制御によって燃焼室に供給される空気，低発熱量
ガス及び燃焼ガスによる燃焼室内ガス流速が適正値を満
たさない場合、燃焼室上下温度差又は燃焼室上下差圧が
適正値を外れる形となって現れる点に着目し、この燃焼
室上下温度差又は燃焼室上下差圧のいずれかを用いて又
は両者を併用して、燃焼室内ガス流速の適正を判断し、
上述した低発熱量ガスの混焼割合の大小を判定する。
【００２３】図１の実施例は、温度差により燃焼室内ガ
ス流速の適正を判断する構成となっている。即ち、燃焼
室底部の粒子密度の高いデンスフェイズ部分の実際温度
を検出する第１の温度検出器２３と、その上の粒子密度
の低いダイリュートフェイズ部分の実際温度を検出する
第２の温度検出器２４を有する。これらの検出器２３，
２４は複数の熱電対からなり、それぞれ燃焼室内の下部
又は上部の平均温度を検出する。次に、排ガス循環ブロ
アの制御装置２２は、この第１の温度検出器２３及び第
２の温度検出器２４からの信号を受けて、燃焼室８内の
上下の温度差ΔＴ１を出力する比較部２５と、この温度
差ΔＴ１を設定部２６からの設定温度差ΔＴ２と比較
（減算）し、その偏差（ΔＴ２−ΔＴ１）に応じた信号
を出力して上記排ガス循環ブロア２１を制御する加算部
２７とにより構成している。ここで温度差の設定値ΔＴ
２は、環境公害値等を考慮した適正な燃焼室上下温度差
である。
ス流速の適正を判断する構成となっている。即ち、燃焼
室底部の粒子密度の高いデンスフェイズ部分の実際温度
を検出する第１の温度検出器２３と、その上の粒子密度
の低いダイリュートフェイズ部分の実際温度を検出する
第２の温度検出器２４を有する。これらの検出器２３，
２４は複数の熱電対からなり、それぞれ燃焼室内の下部
又は上部の平均温度を検出する。次に、排ガス循環ブロ
アの制御装置２２は、この第１の温度検出器２３及び第
２の温度検出器２４からの信号を受けて、燃焼室８内の
上下の温度差ΔＴ１を出力する比較部２５と、この温度
差ΔＴ１を設定部２６からの設定温度差ΔＴ２と比較
（減算）し、その偏差（ΔＴ２−ΔＴ１）に応じた信号
を出力して上記排ガス循環ブロア２１を制御する加算部
２７とにより構成している。ここで温度差の設定値ΔＴ
２は、環境公害値等を考慮した適正な燃焼室上下温度差
である。
【００２４】燃焼室８内の上下の温度差ΔＴ１は、温度
検出器２３，２４と比較器２５により検出されて加算部
２７に導かれ、ここで温度設定器２６で設定される所定
の設定温度差ΔＴ２と比較され、偏差（ΔＴ２−ΔＴ
１）が出力される。この加算部２７には、上記の予め環
境公害値等を考慮した適正な燃焼室上下温度差が、例え
ば一定値として又はボイラ負荷との関係で変動する値と
して与えられている。そして、この加算部２７が上記排
ガス循環ブロア２１を制御する方向は、偏差（ΔＴ２−
ΔＴ１）が大きいときは排ガス循環量を大きくし、偏差
（ΔＴ２−ΔＴ１）が小さいときは排ガス循環量を小さ
くなる方向であり、結果的に、制御装置２２は上記偏差
（ΔＴ２−ΔＴ１）がゼロになるように上記排ガス循環
ブロア２１を制御する。従って、燃焼室内のガス流速
は、負荷変動に応じて混焼割合が加減され変化しても摩
耗等のない所定値に維持される。
検出器２３，２４と比較器２５により検出されて加算部
２７に導かれ、ここで温度設定器２６で設定される所定
の設定温度差ΔＴ２と比較され、偏差（ΔＴ２−ΔＴ
１）が出力される。この加算部２７には、上記の予め環
境公害値等を考慮した適正な燃焼室上下温度差が、例え
ば一定値として又はボイラ負荷との関係で変動する値と
して与えられている。そして、この加算部２７が上記排
ガス循環ブロア２１を制御する方向は、偏差（ΔＴ２−
ΔＴ１）が大きいときは排ガス循環量を大きくし、偏差
（ΔＴ２−ΔＴ１）が小さいときは排ガス循環量を小さ
くなる方向であり、結果的に、制御装置２２は上記偏差
（ΔＴ２−ΔＴ１）がゼロになるように上記排ガス循環
ブロア２１を制御する。従って、燃焼室内のガス流速
は、負荷変動に応じて混焼割合が加減され変化しても摩
耗等のない所定値に維持される。
【００２５】このように燃焼室内ガス流速を制御するこ
とにより、低発熱量ガスの石炭との混焼及びその混焼割
合の変化が可能となる。また、循環流動床ボイラの安定
した操業領域（負荷変化領域）の拡大も合わせて行われ
ることになる。
とにより、低発熱量ガスの石炭との混焼及びその混焼割
合の変化が可能となる。また、循環流動床ボイラの安定
した操業領域（負荷変化領域）の拡大も合わせて行われ
ることになる。
【００２６】上記実施例では、燃焼室上下温度差を制御
量とし、環境公害を考慮した適正な燃焼室上下温度差を
設定値とした。しかし、既に触れたように燃焼室上下圧
力差を制御量として制御することもでき、この場合は、
設定値として、ボイラ負荷、燃料種別とその混焼比率に
よって変化する適正な燃焼室上下差圧をとる。また、上
記は常圧式の循環流動床ボイラについて述べたが、本発
明は加圧式の循環流動床ボイラについても適用すること
が可能である。
量とし、環境公害を考慮した適正な燃焼室上下温度差を
設定値とした。しかし、既に触れたように燃焼室上下圧
力差を制御量として制御することもでき、この場合は、
設定値として、ボイラ負荷、燃料種別とその混焼比率に
よって変化する適正な燃焼室上下差圧をとる。また、上
記は常圧式の循環流動床ボイラについて述べたが、本発
明は加圧式の循環流動床ボイラについても適用すること
が可能である。
【００２７】
【発明の効果】以上述べたように、本発明（請求項１〜
４）によれば、低発熱量ガスの混焼割合が少ない時、つ
まり燃焼ガスが少なくなって燃焼室内のガス流速が低下
するときには、燃焼排ガス量の燃焼室への戻し量が増加
されるため、燃焼室内ガス流速の低下を抑制され、逆
に、低発熱量ガスの混焼割合が多いときには燃焼排ガス
の戻り量が減少させられて、燃焼室内ガス流速の上昇が
抑制される。従って、燃料単位発熱量当りの燃焼ガス量
が石炭や高発熱量ガスのそれと大きく異る高炉ガス等の
低発熱量ガスを混焼しても、燃焼室内のガス流速を摩耗
の生じない上限値及び一次空気風箱への流動粒子流れ込
みの生じない下限値の間で適正な流動を維持する流速に
制御することができボイラの安定な操業を行うことがで
きる。
４）によれば、低発熱量ガスの混焼割合が少ない時、つ
まり燃焼ガスが少なくなって燃焼室内のガス流速が低下
するときには、燃焼排ガス量の燃焼室への戻し量が増加
されるため、燃焼室内ガス流速の低下を抑制され、逆
に、低発熱量ガスの混焼割合が多いときには燃焼排ガス
の戻り量が減少させられて、燃焼室内ガス流速の上昇が
抑制される。従って、燃料単位発熱量当りの燃焼ガス量
が石炭や高発熱量ガスのそれと大きく異る高炉ガス等の
低発熱量ガスを混焼しても、燃焼室内のガス流速を摩耗
の生じない上限値及び一次空気風箱への流動粒子流れ込
みの生じない下限値の間で適正な流動を維持する流速に
制御することができボイラの安定な操業を行うことがで
きる。
【００２８】また、本発明によれば、燃焼室内のガス流
速が適正に維持されるため、低発熱量ガスを混焼させる
ことが可能となると共に、循環流動床ボイラの安定した
操業領域（負荷変化領域）の拡大も合わせて可能とな
る。特に、前者については、製鉄所、化学工場等で副次
的に発生する低発熱量ガスを混焼させることができるこ
とを意味しており、エネルギーをより有効に利用するこ
とができる利点をもたらす。
速が適正に維持されるため、低発熱量ガスを混焼させる
ことが可能となると共に、循環流動床ボイラの安定した
操業領域（負荷変化領域）の拡大も合わせて可能とな
る。特に、前者については、製鉄所、化学工場等で副次
的に発生する低発熱量ガスを混焼させることができるこ
とを意味しており、エネルギーをより有効に利用するこ
とができる利点をもたらす。
【図１】本発明の一実施例を示す構成図である。
【図２】石炭の単位熱量当りの燃焼排ガス量を示した図
である。
である。
【図３】高炉ガスとコークス炉ガスの単位熱量当りの燃
焼排ガス量を示した図である。
焼排ガス量を示した図である。
１ ボイラ本体 ２ 空気ノズル ３ 燃料バンカー ４ 石灰石バンカー ５ 燃料ガス供給管 ６ 一次空気供給管 ７ 二次空気供給管 ８ 燃焼室 ９ ホットサイクロン １０ ニューマチックバルブ １１ 過熱器 １２ 節炭器 １３ 空気予熱器 １４ 集塵機 １５ 誘引通風機 １６ 煙突 １７ ブロア １８ 排ガス再循環系統 １９ 排ガス再循環管 ２０ 排ガス循環ブロア ２１ 流量制御ダンパ ２２ 制御装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 日浦 文明 福岡県北九州市戸畑区大字中原46−59 新 日本製鐵株式会社機械・プラント事業部内
Claims (4)
- 【請求項１】燃焼室底部のベッドを構成する粗粒子を、
サイクロン、ニューマチックバルブを経由して燃焼室の
底部からベッドに再循環させ、サイクロンで捕集できな
かった微粒子を同伴した燃焼排ガスを排ガスダクトを通
して系外へ排出させる循環流動床ボイラにおいて、上記
燃焼室底部へ低発熱量ガスを供給する燃料ガス供給管
と、燃焼排ガスの一部を取り出して燃焼室に戻す排ガス
再循環系統と、この排ガス再循環系統中の流量制御ダン
パを制御する制御装置とを設け、該制御装置により、燃
焼室内ガス流速の適正化の見地から、低負荷時、或いは
低発熱量ガスの混焼割合が少ないときに燃焼排ガス量の
燃焼室への戻し量を増加し、逆に、高負荷時、或いは低
発熱量ガスの混焼割合が多いときに燃焼排ガスの戻り量
を減少させるように制御することを特徴とする循環流動
床ボイラ。 - 【請求項２】上記排ガス再循環系統は、取り出した燃焼
排ガスを燃焼室のベッドへ戻す系統であることを特徴と
する請求項１記載の循環流動床ボイラ。 - 【請求項３】上記制御装置は、燃焼室内の上下の部位の
温度差を予め定めた設定温度差と比較し、その比較偏差
に従って上記流量制御ダンパを制御し、結果的にその偏
差をなくすように排ガス循環量を操作する機能を有する
ことを特徴とする請求項１又は２記載の循環流動床ボイ
ラ。 - 【請求項４】上記制御装置は、燃焼室内の上下の部位の
圧力差を予め定めた設定圧力差と比較し、その比較偏差
に従って上記流量制御ダンパを制御し、結果的にその偏
差をなくすように排ガス循環量を操作する機能を有する
ことを特徴とする請求項１又は２記載の循環流動床ボイ
ラ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5093878A JPH06281108A (ja) | 1993-03-30 | 1993-03-30 | 循環流動床ボイラにおける低発熱量ガスの混焼方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5093878A JPH06281108A (ja) | 1993-03-30 | 1993-03-30 | 循環流動床ボイラにおける低発熱量ガスの混焼方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06281108A true JPH06281108A (ja) | 1994-10-07 |
Family
ID=14094738
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5093878A Pending JPH06281108A (ja) | 1993-03-30 | 1993-03-30 | 循環流動床ボイラにおける低発熱量ガスの混焼方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06281108A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017141997A (ja) * | 2016-02-08 | 2017-08-17 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 流動層ボイラ |
| KR20180011951A (ko) * | 2016-07-26 | 2018-02-05 | 현대건설주식회사 | 순환 유동층 보일러 시스템 |
| CN109621690A (zh) * | 2018-12-26 | 2019-04-16 | 北京国电龙源环保工程有限公司 | 一种带有扰流内构件的循环流化床反应器 |
-
1993
- 1993-03-30 JP JP5093878A patent/JPH06281108A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017141997A (ja) * | 2016-02-08 | 2017-08-17 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 流動層ボイラ |
| KR20180011951A (ko) * | 2016-07-26 | 2018-02-05 | 현대건설주식회사 | 순환 유동층 보일러 시스템 |
| CN109621690A (zh) * | 2018-12-26 | 2019-04-16 | 北京国电龙源环保工程有限公司 | 一种带有扰流内构件的循环流化床反应器 |
| CN109621690B (zh) * | 2018-12-26 | 2023-12-19 | 国能龙源环保有限公司 | 一种带有扰流内构件的循环流化床反应器 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20001114 |