JPH0771702A - 流動層ボイラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 最低負荷を低下し得るようにする。 【構成】 節炭器１５の入出側間に節炭器バイパスダク
ト２１を設けて、節炭器１５によるボイラ給水９の加熱
温度を低下すると共に、空気予熱器１６による空気１２
の予熱温度を上昇させるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、流動層ボイラに関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】図３は、従来の流動層ボイラを示すもの
である。

【０００３】図中、１は流動層ボイラ本体、２は流動層
ボイラ本体１の火炉、３は火炉２の下部に設けられた風
箱、４は風箱３の上部に形成された流動層、５は流動層
４に燃料６を投入する燃料投入口、７は火炉２の出側に
接続された後部伝熱部である。

【０００４】８は流動層ボイラ本体１にボイラ給水９を
供給する給水系統、１０は給水系統８に設けられた給水
ポンプである。

【０００５】１１は風箱３に流動用及び燃焼用の空気１
２を供給する空気供給系統、１３は空気供給系統１１に
設けられた押込通風機である。

【０００６】１４は後部伝熱部７に接続された排ガス系
統、１５は排ガス系統１４に設けられた、前記ボイラ給
水９を加熱するための節炭器、１６は節炭器１５の出側
に設けられた、前記空気１２を予熱するための空気予熱
器、１７は空気予熱器１６の出側に設けられた、排ガス
２０から煤じんを除去するための集じん器、１８は排ガ
ス２０を煙突１９から大気へ放出させるための誘引通風
機である。

【０００７】そして、流動層ボイラ本体１を運転する場
合、給水ポンプ１０を駆動することにより、給水系統８
を介して、流動層ボイラ本体１へボイラ給水９を供給す
ると共に、押込通風機１３を駆動することにより、空気
供給系統１１及び風箱３を介して、図示しない起動バー
ナにより予め高温化された流動層４へ空気１２を送り、
流動層４を流動化させる。

【０００８】この状態で、流動層４に燃料投入口５から
植物性廃棄物などの水分含有量の高い燃料６を投入する
と、燃料６は流動層４内で燃焼され、層温度が８００℃
程度以上に達すると、以後は起動バーナを消火しても燃
料６は自燃され燃焼が継続される。

【０００９】燃料６の燃焼の結果、発生された燃焼ガス
は、火炉２から後部伝熱部７へと流れ、途中、火炉２や
後部伝熱部７内部に設けられた図示しない蒸発器や過熱
器などを加熱して蒸気を発生させる。

【００１０】一方、後部伝熱部７に達した燃焼ガスは、
後部伝熱部７から出され、排ガス系統１４を通って、途
中、節炭器１５で給水系統８を流れるボイラ給水９を加
熱し、次に、空気予熱器１６で空気供給系統１１を流れ
る空気１２を予熱した後、煙突１９から大気へ放出され
る。

【００１１】尚、節炭器１５は、後部伝熱部７に内蔵さ
れている場合がある。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の流動層ボイラには、以下のような問題があった。

【００１３】即ち、流動層ボイラには、負荷を下げるこ
とのできる最低値、即ち、最低負荷が定められるが、こ
の最低負荷が高い値であると、植物性廃棄物などの水分
含有量の高い燃料６の発生量が低下して、流動層ボイラ
の最低負荷に対応する燃料投入量以下に減少せざるを得
なくなった時に、一旦、流動層ボイラの運転を停止して
燃料６が溜まるのを待ち、燃料６が溜まったら運転を再
開するようにするか、或いは、重油などを補助燃料とし
て使用することにより流動層ボイラの運転を継続させる
ようにするかしなくてはならなくなるため、めんどうな
起動停止を頻繁に繰返さなければならなくなったり、多
額の補助燃料費が必要になったりするという問題があ
る。

【００１４】そこで、流動層ボイラの最低負荷を下げ
て、燃料投入量が減少した場合でも重油などの補助燃料
なしで運転を継続できるようにすることが要求される
が、流動層ボイラの最低負荷を低くするためには、負荷
が低下しても、流動層４が燃焼の継続に必要な温度に維
持されるようにする必要がある。

【００１５】流動層４を上記温度に維持させるために
は、流動層ボイラの負荷が低下した時に、燃料６の投入
量の減少による流動層４への入熱量の減少に合わせ、出
熱量を減少させるようにしなければならない。

【００１６】ここで、流動層４への入熱の要因を考える
と、燃料６の燃焼熱と、流動層４へ供給される空気１２
の顕熱とがあり、又、流動層４からの出熱の要因を考え
ると、排ガス２０によって流動層４から外部へ放出され
る熱量と、流動層４の層高によって決まる火炉２の収熱
量（層高を低くすると火炉２の伝熱面積が減少して収熱
量が減り、反対に、層高を高くすると火炉２の伝熱面積
が増加して収熱量が増える）とがある。

【００１７】ところが、空気１２の量は、流動層４の流
動性を確保するための最低量以下には絞ることができな
いため、排ガス２０の量も最低量以下にすることはでき
ず、排ガス２０による出熱を減らすことは困難である。

【００１８】又、火炉２の収熱量は、流動層４の層高を
単純に低くすると、燃料６の燃焼性が悪化してしまう
（層が浅くなると燃料６は燃えにくくなる傾向にある）
ので、現状では収熱量を下げることに限界がある。

【００１９】従って、流動層ボイラ本体１は、最低負荷
を下げることが困難となっていた。

【００２０】本発明は、上述の実情に鑑み、植物性廃棄
物などの高水分燃料専焼、すなわち補助燃料なしでの最
低負荷を低下し得るようにした流動層ボイラを提供する
ことを目的とするものである。

【００２１】

【課題を解決するための手段】本発明は、流動層ボイラ
本体の排ガス系統に、流動層本体へ送るボイラ給水を加
熱する節炭器、及び、流動層ボイラ本体に形成された流
動層下部の風箱へ送る空気を予熱する空気予熱器を、上
流側から順に備えた流動層ボイラにおいて、節炭器の入
出側間に、節炭器バイパスダクトを接続し、節炭器の出
側に、流動層ボイラ本体の負荷低下時に節炭器を流れる
排ガスの流量を絞るダンパを設けると共に、節炭器バイ
パスダクトに、流動層ボイラ本体の負荷上昇時に排ガス
のバイパス量を減少させるダンパを設けたことを特徴と
する流動層ボイラにかかるものである。

【００２２】

【作用】本発明の作用は以下の通りである。

【００２３】流動層ボイラ本体の風箱へ空気を送って予
め加熱された流動層を流動させると共に、流動層に燃料
を投入すると、流動層内部で燃料が燃焼され、該燃焼熱
によって、ボイラ給水が蒸発され、蒸気が発生される。

【００２４】そして、燃料の燃焼の結果発生された排ガ
スは、流動層ボイラ本体から排ガス系統へ出され、途
中、節炭器でボイラ給水を加熱した後、空気予熱器で前
記空気を予熱する。

【００２５】ここで、或る工場の操業が低下すると、こ
れに伴って、工場の生産プロセスで発生する植物性廃棄
物などの燃料量が減少すると共に、生産プロセスで必要
となる流動層ボイラからの蒸気量も減少する。

【００２６】そこで、流動層ボイラ本体の負荷を低下さ
せる場合、ダンパによって節炭器を流れる排ガスの流量
を絞ると共に、節炭器バイパスダクトからの排ガスのバ
イパス量を増加させるようにする。

【００２７】すると、節炭器へ流入する排ガスの量が減
少されるので、節炭器で加熱されていたボイラ給水の温
度が低下され、ボイラ給水を蒸発させるのに多量の熱を
必要とするようになるため、収熱が同じでも発生する蒸
気量が減少する。

【００２８】又、排ガスが節炭器をバイパスされること
により、節炭器で熱を奪われてない温度の高い排ガスが
そのまま空気予熱器へ流入することとなるので、空気予
熱器で空気が高温化され、該高温の空気によって流動層
の温度が高められて、流動層への入熱が増加され、より
少ない燃料投入量で流動層を燃焼に必要な温度に保持す
ることが可能となるので、最低負荷を低下することが可
能となる。

【００２９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説
明する。

【００３０】図１・図２は、本発明の一実施例である。

【００３１】図中、１は流動層ボイラ本体、２は流動層
ボイラ本体１の火炉、３は火炉２の下部に設けられた風
箱、４は風箱３の上部に形成された流動層、５は流動層
４に燃料６を投入する燃料投入口、７は火炉２の出側に
接続された後部伝熱部である。

【００３２】８は流動層ボイラ本体１にボイラ給水９を
供給する給水系統、１０は給水系統８に設けられた給水
ポンプである。

【００３３】１１は風箱３に流動用及び燃焼用の空気１
２を供給する空気供給系統、１３は空気供給系統１１に
設けられた押込通風機である。

【００３４】１４は後部伝熱部７に接続された排ガス系
統、１５は排ガス系統１４に設けられた、前記ボイラ給
水９を加熱するための節炭器、１６は節炭器１５の出側
に設けられた、前記空気１２を予熱するための空気予熱
器、１７は空気予熱器１６の出側に設けられた、排ガス
２０から煤じんを除去するための集じん器、１８は排ガ
ス２０を煙突１９から大気へ放出させるための誘引通風
機である。

【００３５】そして、本発明では、流動層ボイラ本体１
の排ガス系統１４における、節炭器１５の入出側間に、
節炭器バイパスダクト２１を接続し、排ガス系統１４の
節炭器１５出側に、流動層ボイラ本体１の負荷低下時に
排ガス２０の流量を絞るダンパ２２を設けると共に、節
炭器バイパスダクト２１に、流動層ボイラ本体１の負荷
上昇時に排ガス２０のバイパス量を減少増加させるダン
パ２３を設ける。

【００３６】次に、作動について説明する。

【００３７】流動層ボイラ本体１を運転する場合、先
ず、給水ポンプ１０を駆動することにより、給水系統８
を介して、流動層ボイラ本体１へボイラ給水９を供給す
る。

【００３８】そして、押込通風機１３を駆動することに
より、空気供給系統１１及び風箱３を介して、図示しな
い起動バーナにより予め高温化された流動層４へ空気１
２を送り、流動層４を流動化させる。

【００３９】この状態で、流動層４に燃料投入口５から
植物性廃棄物などの水分含有量の高い燃料６を投入する
と、燃料６は流動層４内で燃焼され、層温度が８００℃
程度以上に達すると、以後は起動バーナを消火しても燃
料は自燃され燃焼が継続される。

【００４０】燃料６の燃焼の結果、発生された燃焼ガス
は、火炉２から後部伝熱部７へと流れ、途中、火炉２や
後部伝熱部７内部に設けられた図示しない蒸発器や過熱
器などを加熱して蒸気を発生させる。

【００４１】一方、後部伝熱部７に達した燃焼ガスは、
後部伝熱部７から出され、排ガス系統１４を通って、途
中、節炭器１５で給水系統８を流れるボイラ給水９を加
熱し、次に、空気予熱器１６で空気供給系統１１を流れ
る空気１２を予熱した後、煙突１７から大気へ放出され
る。

【００４２】尚、図２に示すように、流動層ボイラ本体
１が通常の負荷範囲（図３の場合の最低負荷である、点
ｂ以上の範囲）で運転されている場合には、排ガス系統
１４の節炭器１５出側に設けられたダンパ２２（線イ）
は全開としておき、節炭器バイパスダクト２１に設けら
れたダンパ２３（線ロ）は全閉もしくは決められた最低
開度（ＭＩＮ）としておく。

【００４３】図２に示すように、流動層ボイラ本体１の
負荷を、点ｂよりも低下させる場合には、燃料６の投入
量を絞り、同時に、排ガス系統１４の節炭器１５出側に
設けられたダンパ２２（線イ）を、最低開度（ＭＩＮ）
まで絞って行き、節炭器バイパスダクト２１に設けられ
たダンパ２３（線ロ）を、最低開度（ＭＩＮ）から全開
まで開いて行く。

【００４４】すると、節炭器１５を通っていた排ガス２
０の大部分が、節炭器バイパスダクト２１によって節炭
器１５をバイパスされるようになるため、節炭器１５に
よって加熱されていたボイラ給水９の温度が低下され、
温度の低いボイラ給水９がそのまま流動層ボイラ本体１
へと供給されることとなるので、ボイラ給水９を蒸発さ
せるのに多量の熱が必要となる。

【００４５】その結果、流動層４の層高が等しく収熱が
同じであっても、発生する蒸気の量が減少されるので、
流動層ボイラ本体１における蒸発量を減少できる。

【００４６】一方、排ガス２０が節炭器バイパスダクト
２１を流れることにより、排ガス２０の熱が節炭器１５
で奪われるのが防止されることから、空気予熱器１６へ
は温度の高い排ガス２０がそのまま流入することとな
り、空気予熱器１６における空気１２の予熱温度を高め
ることができる。

【００４７】すると、温度の高い空気１２により、流動
層４への入熱量が増加することとなり、燃焼継続に必要
な温度に流動層４を保持するのに必要な燃料６の消費量
を減少することが可能となる。

【００４８】以上のようにして、安定した流動層燃焼を
維持しつつ燃料６の消費量と蒸発量を減少することが可
能となるので、最低負荷を図２の点ｂから点ａまで下げ
ることが可能となる。

【００４９】その結果、植物性廃棄物などの水分含有量
の高い燃料６の発生量が低下して、燃料投入量を減少せ
ざるを得なくなった場合でも、重油などの補助燃料なし
に支障なく流動層ボイラ本体１の運転を継続することが
可能となり、重油などの補助燃料の使用量も低下され
る。

【００５０】尚、本発明は、上述の実施例にのみ限定さ
れるものではなく、節炭器は後部伝熱部に内蔵させても
良いこと、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内に
おいて種々変更を加え得ることは勿論である。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の流動層ボ
イラによれば、補助燃料なしに最低負荷を低下すること
ができるという優れた効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の概略系統図である。

【図２】流動層ボイラ本体の負荷とダンパの開度との関
係を示すグラフである。

【図３】従来例の概略系統図である。

【符号の説明】

１ 流動層ボイラ本体 ３ 風箱 ４ 流動層 ９ ボイラ給水 １２ 空気 １４ 排ガス系統 １５ 節炭器 １６ 空気予熱器 １７ 集じん器 １８ 誘引通風機 ２０ 排ガス ２１ 節炭器バイパスダクト ２２，２３ ダンパ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流動層ボイラ本体の排ガス系統に、流動
   層本体へ送るボイラ給水を加熱する節炭器、及び、流動
   層ボイラ本体に形成された流動層下部の風箱へ送る空気
   を予熱する空気予熱器を、上流側から順に備えた流動層
   ボイラにおいて、節炭器の入出側間に、節炭器バイパス
   ダクトを接続し、節炭器の出側に、流動層ボイラ本体の
   負荷低下時に節炭器を流れる排ガスの流量を絞るダンパ
   を設けると共に、節炭器バイパスダクトに、流動層ボイ
   ラ本体の負荷上昇時に排ガスのバイパス量を減少させる
   ダンパを設けたことを特徴とする流動層ボイラ。