JPH08114305A

JPH08114305A - 加圧流動層複合発電システム

Info

Publication number: JPH08114305A
Application number: JP25225894A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Naganuma; 義男永沼; Tomohiko Miyamoto; 知彦宮本; Jinichi Tomuro; 仁一戸室; Yasuo Yoshii; 泰雄吉井; Nobuyuki Hokari; 信幸穂刈; Toru Inada; 徹稲田; Katsuya Oki; 勝弥大木
Original assignee: Babcock Hitachi KK; Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Mitsubishi Power Ltd
Priority date: 1994-10-18
Filing date: 1994-10-18
Publication date: 1996-05-07

Abstract

(57)【要約】【目的】加圧流動層ボイラから発生する未燃分を無く
し、機器、配管の熱応力を防止すると共に、信頼性を向
上させた加圧流動層複合発電システム及びこのシステム
の運転方法を提供する。【構成】石炭焚加圧流動層ボイラ、サイクロンや高温
フィルタからなる脱塵装置、蒸気タービン、ガスタービ
ン及び発電機等から構成される加圧流動層複合発電シス
テムにおいて、加圧流動層ボイラの燃焼排ガス出口と脱
塵装置との間に又は脱塵装置の最上流側機器であるサイ
クロンに未燃分燃焼部を設ける。更に、未燃分燃焼部
は、加熱バーナ、電気式ヒータ又は電磁誘導加熱器等の
補助燃焼手段及び酸素供給ノズルを有する。又、加圧流
動層複合発電システムの起動時や負荷変化時に前記未燃
分燃焼部を作動させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、石炭等を焚く加圧流動
層ボイラと蒸気タービン及びガスタービンを組み合わせ
た加圧流動層発電複合システムに係わり、特に加圧流動
層ボイラで燃焼した燃焼排ガス中の未燃分が後段の脱塵
機器やガスタービン等の機器で再燃焼することを無くし
た加圧流動層発電複合システムとその運転方法に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】図８は、従来の一般的な石炭焚加圧流動
層複合発電システム１′の構成を示したものである。こ
の加圧流動層複合発電システム１′は、圧力容器３内に
加圧流動層ボイラ２を備え、ここで発生する蒸気４３ａ
で駆動する蒸気タービン３７と、加圧流動層ボイラの燃
焼排ガス４５ｃで駆動するガスタービン３３とを組み合
わせることにより高効率化した加圧流動層複合発電シス
テム１′である。以下、この加圧流動層複合発電システ
ム１′を図８により簡単に説明する。

【０００３】粉砕された石炭と石灰石を混合したものを
燃料４４として圧力容器３内に形成した流動層４の中に
供給し、ガスタービン３３で同時に駆動されるコンプレ
ッサ３５から供給される高圧空気で流動化されながら約
８５０℃で燃焼する。流動層のベッド材には石灰石粒子
が用いられ、燃焼時に発生するＳＯ₂は、層内で石灰石
に吸収されるため、排煙脱硫装置が不用になるという特
徴がある。更に燃焼温度が火炎燃焼に比較して低いこと
からＮＯxの発生も抑制され、環境に調和した発電シス
テムとなる。流動層４内で発生した熱は、層内に設置さ
れた伝熱管５を加熱し、供給した水４２は蒸気４３ａと
して回収され、蒸気タービン３７を駆動する。一方、加
圧流動層ボイラ２を出た燃焼排ガス４５ａは、サイクロ
ン２５や高温フィルタ３１からなる脱塵装置で脱塵さ
れ、ガスタービン３３を駆動し、スタック４０から大気
へ排出される。このガスタービン駆動の余剰動力は、発
電機３４を回すだけでなく、流動層４で使用する高圧空
気を作るためのコンプレッサ３５の駆動にも使用され
る。

【０００４】この加圧流動層発電システム１′の起動
は、層高を伝熱管５より低くなるようにベッド材４７を
供給して熱風炉８で予熱し、石炭の燃焼開始可能な温度
(約５００℃)まで昇温した後に燃料４４を供給する。そ
の後、供給した石炭の燃焼熱により定常運転条件である
８５０℃まで昇温する。この間、昇温と同時に層高も上
げられ安定した流動層燃焼状態になる。

【０００５】上記従来技術の石炭焚加圧流動層複合発電
システム１′は、温度が低い起動時や空気流量が急激に
変動する負荷上昇時に石炭の燃焼が不完全になりやす
く、燃焼灰と共に未燃分が多く発生する。この未燃分
は、燃焼排ガスにより加圧流動層ボイラの後段に散飛さ
れ、高温配管壁面やサイクロン、高温フィルタ等の脱塵
機器に付着・堆積する。これらの未燃分は、起動過程で
昇温が進み周囲が高温になった場合や負荷変動などで燃
焼排ガス中の酸素濃度が高くなると、付着・堆積部で再
燃焼するため局部加熱の問題が生じる。この結果、配管
や高温フィルタの再燃焼部分に熱応力が生じ、装置破損
の原因になる。このような高温フィルタの破損防止のた
めに例えば特開平５−２１２２２８では未燃分を含んだ
灰を効率良く補集する構造のフィルタを開示している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、脱
塵装置に飛散してきた燃焼排ガス中の未燃分の再燃焼防
止や再燃焼する前に補集することを行なっている。しか
し、脱塵装置に入る前に未燃分を処理するところまで検
討されていない。

【０００７】本発明の目的は、加圧流動層ボイラの運転
中、特に起動時や負荷変動時に発生する燃焼排ガス中の
未燃分を後段の脱塵装置やガスタービン等に付着、再燃
焼することを無くし、加圧流動層ボイラの後段機器での
局部加熱の発生と機器の熱応力破損等を防止し、且つ運
転の信頼性を向上させた加圧流動層複合発電システムを
提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、ベッド材が流動する流動層で燃料を燃焼
させて蒸気を発生し、前記燃焼によって発生した燃焼排
ガスを排出する加圧流動層ボイラと、前記蒸気によって
駆動され発電機を回す蒸気タービンと、前記加圧流動層
ボイラの後段に設けられ前記燃焼排ガス中の塵を脱塵す
る脱塵装置と、該脱塵装置の後段に設けられ前記燃焼排
ガスによって駆動され発電機を回すガスタービンとを備
えた加圧流動層複合発電システムにおいて、前記加圧流
動層ボイラの燃焼排ガス出口と前記脱塵装置との間に、
前記燃焼排ガス中の未燃分を燃焼させる未燃分燃焼部を
設けたことである。

【０００９】更に、前記未燃分燃焼部は、前記未燃分の
燃焼を補助する補助燃焼手段又は／及び酸化剤供給手段
を有したものであり、該補助燃焼手段は、加熱バーナ、
電気式ヒータ及び電磁誘導加熱器の内の少なくとも一つ
である。

【００１０】更に、前記未燃分燃焼部は、該未燃分燃焼
部の内部の燃焼排ガス出口近傍に前記未燃分の燃焼を促
進する燃焼促進体を有したものであり、該燃焼促進体
は、網目状に形成した耐熱性金属或いは断面が網目状に
形成された耐熱性セラミックからなるものである。

【００１１】更に、前記脱塵装置は、前記燃焼排ガス中
の未燃分を燃焼させる未燃分燃焼部を有したものであ
り、該未燃分燃焼部は、前記脱塵装置を構成する最上流
側機器に設けられ、前記加圧流動層ボイラに設けられた
熱風炉からの熱風炉ガスを導入する導入管を有したもの
である。

【００１２】そして、前記最上流側機器の燃焼排ガス出
口近傍の下流に補助燃焼手段を有する未燃分燃焼部を設
け、該未燃分燃焼部の補助燃焼手段は、加熱バーナ、電
気式ヒータ及び電磁誘導加熱器の内の少なくとも一つで
ある。

【００１３】又、ベッド材が流動する流動層で燃料を燃
焼させて蒸気を発生する加圧流動層ボイラで排出された
燃焼排ガス中の未燃分を該加圧流動層ボイラの下流に設
けられた未燃分燃焼部で燃焼させた後、更に、前記燃焼
排ガス中の塵を前記加圧流動層ボイラの後段に設置され
た脱塵装置で脱塵し、該燃焼排ガスによってガスタービ
ンを駆動し発電機を回して発電し、前記蒸気によって蒸
気タービンを駆動し発電機を回して発電する加圧流動層
複合発電システムの運転方法において、前記未燃分燃焼
部は、加圧流動層複合発電システムの起動時及び負荷変
動時に作動させるものである。

【００１４】

【作用】本発明によれば、加圧流動層ボイラの燃焼排ガ
ス出口と脱塵装置との間に、燃焼排ガス中の未燃分を燃
焼させる未燃分燃焼部を設けたので、加圧流動層ボイラ
で発生した未燃分は、この未燃分燃焼部で高温に加熱さ
れ燃焼する。このため、未燃分燃焼部の後段機器、燃焼
排ガス流路には未燃分の非常に少ない灰だけが飛散して
いくため、脱塵装置や流路内に付着・堆積した燃焼灰が
再燃焼する恐れが少ない。この結果、加圧流動層ボイラ
の後段での局部加熱の発生が無くなると共に、機器の熱
応力破損等が無くなり、システム運転上の信頼性を向上
させる。

【００１５】更に、前記未燃分燃焼部は、前記未燃分の
燃焼を補助する補助燃焼手段又は／及び酸化剤供給手段
を有したものであるので、上記発明の作用に加え、加圧
流動層ボイラで発生した未燃分は、後段の燃焼排ガス流
路に設けた未燃分燃焼部で、補助燃焼手段により加熱さ
れ、更に酸化剤供給手段により酸化剤を供給するため燃
焼排ガス中の未燃分は確実に燃焼される。このため、未
燃分燃焼部の後段には完全に燃焼した未燃分を含まない
灰だけが飛散していくため、脱塵装置や流路内に付着・
堆積した燃焼灰の再燃焼が無くなり、加圧流動層ボイラ
の後段での局部加熱の発生と機器の熱応力破損等が確実
に無くなり、システム運転の信頼性が一層向上する。

【００１６】更に、補助燃焼手段は、加熱バーナ、電気
式ヒータ又は電磁誘導加熱器の内の少なくとも一つであ
るので、上記発明の作用に加え、補助燃焼手段の構造が
簡単で、実用的、経済的である。

【００１７】更に、未燃分燃焼部は、該未燃分燃焼部の
内部の燃焼排ガス出口近傍に前記未燃分の燃焼を促進す
る燃焼促進体を有したものであるので、上記発明の作用
に加え、未燃分の燃焼が容易、確実になる。

【００１８】そして、燃焼促進体は、網目状に形成した
耐熱性金属或いは断面が網目状に形成された耐熱性セラ
ミックからなるものであるので、上記発明の作用に加
え、燃焼排ガスの通過抵抗が少なく、容易に燃焼すると
共に、燃焼促進体の構造が簡単で経済的である。

【００１９】又、脱塵装置は、燃焼排ガス中の未燃分を
燃焼させる未燃分燃焼部を有したことにより、加圧流動
層ボイラで発生した未燃分は、後段の脱塵装置に設けた
未燃分燃焼部で高温に加熱され燃焼する。このため、脱
塵装置及びその後段機器には未燃分を含まない灰だけが
飛散していくため、脱塵装置及びその後段機器の内壁に
付着・堆積した燃焼灰が再燃焼しなくなる。この結果、
加圧流動層ボイラ後段での局部加熱の発生と機器の熱応
力破損等が無くなり、システム運転上の信頼性が向上す
る。加えて、未燃分燃焼のために独立に未燃分燃焼部を
設けなくても良く、脱塵装置と兼用出来、設置コストを
低減出来る。そして、加圧流動層ボイラからガスタービ
ンに至る間の脱塵装置に未燃分燃焼部を設けたため、起
動時には、加圧流動層ボイラだけでなく未燃分燃焼部で
も熱を発生し、複合発電システムを複数の位置で同時に
加熱するので、定常運転時の温度に昇温するまでの起動
時間を短縮する。

【００２０】更に、未燃分燃焼部は、脱塵装置を構成す
る最上流側機器に設けられ、加圧流動層ボイラに設けら
れた熱風炉からの熱風炉ガスを導入する導入管を有した
ものであるので、上記発明の作用に加え、加圧流動層複
合発電システムの起動時及び負荷変動時にも、未燃分燃
焼部は熱風炉からの熱風炉ガスによって高温に加熱さ
れ、未燃分は燃焼され脱塵装置の脱塵部分及び後段機器
の内壁に未燃分が付着することが無く、且つ未燃分の燃
焼の制御が容易である。

【００２１】更に、前記最上流側機器の燃焼排ガス出口
近傍の下流に補助燃焼手段を有する未燃分燃焼部を設け
たので、上記発明の作用に加え、補助燃焼手段により確
実に燃焼し、配管内や脱塵設備に付着・堆積した燃焼灰
の再燃焼が無くなると共に、定常運転時の温度に昇温す
るまでの起動時間を短縮する。

【００２２】そして、未燃分燃焼部の補助燃焼手段は、
加熱バーナ、電気式ヒータ又は電磁誘導加熱器の内の少
なくとも一つであるので、上記発明の作用に加え、補助
燃焼手段の構造が簡単で、実用的、経済的である。

【００２３】又、ベッド材が流動する流動層で燃料を燃
焼させて蒸気を発生する加圧流動層ボイラで排出された
燃焼排ガス中の未燃分を該加圧流動層ボイラの下流に設
けられた未燃分燃焼部で燃焼させた後、更に、前記燃焼
排ガス中の塵を前記加圧流動層ボイラの後段に設置され
た脱塵装置で脱塵し、該燃焼排ガスによってガスタービ
ンを駆動し発電機を回して発電し、前記蒸気によって蒸
気タービンを駆動し発電機を回して発電する加圧流動層
複合発電システムの運転方法において、前記未燃分燃焼
部は、加圧流動層複合発電システムの起動時及び負荷変
動時に作動させるものであるので、加圧流動層複合発電
システムの起動時及び負荷変動時にも加圧流動層ボイラ
で排出された燃焼排ガス中の未燃分を燃焼させて無くす
ことが出来る。

【００２４】

【実施例】以下、本発明に係る加圧流動層複合発電シス
テムの実施例を図面に基づいて詳細に説明する。図１は
本発明に係る加圧流動層複合発電システムの実施例を示
す系統図、図２、３及び４は各々図１に示した実施例に
使用される未燃分燃焼部の第１、２及び３実施例の断面
図、図５は本発明に係る加圧流動層複合発電システムの
他の実施例を示す系統図、図６は図５に示した他の実施
例に使用されるサイクロン一体型の未燃分燃焼部を示
し、（Ａ）は横断面図、（Ｂ）は縦断面図、図７は本発
明に係る加圧流動層複合発電システムの更に他の実施例
を示す系統図、を示す。

【００２５】図１は、本発明に係る加圧流動層複合発電
システムの実施例を示したものである。本実施例の加圧
流動層複合発電システム１は、図８に示した従来技術に
係る加圧流動層複合発電システムにプロパンを燃料とす
る補助燃焼手段と酸化剤供給手段である酸素供給ノズル
を備えた未燃分燃焼部１１を、加圧流動層ボイラ２の燃
焼排ガス出口７と脱塵装置を構成するサイクロン２５の
間の燃焼排ガス流路に設置し、加圧流動層ボイラ２で発
生する石炭の未燃分を燃焼処理するものである。

【００２６】図２は、図１に示した実施例に使用される
未燃分燃焼部の第１実施例の断面図である。内部を耐火
材２１で内張りした燃焼容器２０を本体とし、プロパン
ガス４９を燃焼するための加熱バーナであるガスバーナ
１３と未燃分燃焼を加速するための酸化剤供給手段であ
る酸素供給ノズル１７が配置されている。図示のように
２本配置されたガスバーナ１３は、対向面の内壁を加熱
するように配置されており、本実施例では耐火材で作ら
れた絞り部２２が加熱される。このため、燃焼容器２０
に導入された燃焼排ガス４５ａは絞り部２２で流路が絞
られるため加熱された内壁に接触し、燃焼排ガス４５ａ
中の未燃分を加熱する。加熱された未燃分は燃焼排ガス
４５ａ中に含まれる余剰酸素で燃焼されるが、更に燃焼
容器２０中央の周囲に４本配置した酸素供給ノズル１７
から供給される酸素５１と反応し完全に燃焼する構造に
なっている。

【００２７】次に、本実施例の加圧流動層複合発電シス
テム１の作用について説明する。加圧流動層複合発電シ
ステム１は、初めにガスタービン３３に接続した発電機
３４をモータとして作動させ、コンプレッサ３５を駆動
することにより運転を開始する。このコンプレッサ３５
により空気５０ｂが圧縮空気５０ｃとなり、圧力容器３
内の加圧流動層ボイラ２を昇圧する。次に、熱風炉８を
起動し、予めベッド材供給タンク６から加圧流動層ボイ
ラ２内に投入されたベッド材４７を加熱する。熱風炉８
は灯油５５を燃焼して高温の熱風炉ガス５６を発生し、
流動層４を加熱する。流動層４の温度を監視し、石炭の
燃焼開始となる５００℃〜６００℃に達した段階で石炭
と石灰石を混合した燃料４４を供給する。この燃焼開始
時においては、燃焼効率が６０％〜８０％と低くかなり
の未燃分が発生し、燃焼排ガス４５ａと共に加圧流動層
ボイラ２の後段機器に飛散する。

【００２８】そこで本実施例では、燃焼排ガス４５ａ中
の未燃分を燃焼させる未燃分燃焼部１１を加圧流動層ボ
イラ２と脱塵装置２４の間に設けている。そこでは、プ
ロパンガス４９を空気５０ａで燃焼して発生する高温ガ
スで未燃分燃焼部１１の内壁を加熱し、その内壁に接触
する燃焼排ガス４５ａを再加熱する。更に、酸化剤とし
て酸素５１を供給し未燃分を燃焼処理する。未燃分が再
燃焼した燃焼排ガス４５ｂは、出口で燃焼効率９９％以
上となり、定常運転時の燃焼排ガスと同レベルの組成ガ
スとなる。これを、脱塵装置を構成するサイクロン２５
と高温フィルタ３１を通過し、１０ミクロン以上の粒子
径をもつ灰は各脱塵装置の機器で粒子径の大きいものか
ら順次取り除かれる。次に脱塵された高温・高圧の燃焼
排ガス４５ｃは、ガスタービン３３に導かれ、発電機３
４とコンプレッサ３５を回しスタック４０から大気に燃
焼排ガス４５ｄとして放出される。この間、加圧流動層
ボイラ２に供給した水４２は伝熱管５で蒸気４３ａとな
り蒸気タービン３７に導かれて発電機３８を回し発電す
る。

【００２９】以上述べたように各部は作動するが、本実
施例による未燃分燃焼部１１は、加圧流動層発電システ
ム１運転中常に作動させる必要はなく、起動時など加圧
流動層ボイラ２で多量の未燃分が発生する時間帯だけ作
動するように操作しても良い。本実施例には記していな
いが、未燃分燃焼部１１に設置した加熱バーナの点火や
酸素供給手段の酸素供給開始の操作は、加圧流動層発電
システム１運転の負荷監視状況や燃焼排ガス分析結果な
どの運転情報をモニタし、最適に制御される。このた
め、本実施例では、加圧流動層発電システム１運転中に
除去される灰への未燃分含有率は常に数％以下に押さえ
ることができ、後段のサイクロン２５や高温フィルタ３
１に付着した灰の未燃分が再燃焼し、過渡的な熱応力を
発生することが無くなった。

【００３０】図３は、図１に示した実施例に使用された
未燃分燃焼部１１の第２実施例の断面図である。図１の
加圧流動層複合発電システム１がより安定して運転でき
るように、未燃分燃焼部１１を改良したものである。即
ち、図３に示すように、未燃分燃焼部１１の燃焼排ガス
出口１８近傍に燃焼促進体１９を設けた構造としたもの
である。この燃焼促進体１９は、耐熱材料で作られた粗
い多孔質構造のものであり、本実施例では、ステンレス
製の金属線を網目状に形成した耐熱性金属からなるもの
であり、網の目の大きさは約１ｃｍ角であり、ほとんど
圧損なく燃焼排ガスを通過させることができる。

【００３１】この燃焼促進体１９を有する未燃分燃焼部
１１の作動について以下に述べる。未燃分燃焼部１１の
作動時にガスバーナ１３の火炎で、そこを通過する燃焼
排ガス４５ａと共に燃焼促進体１９も加熱される。この
加熱により燃焼促進体１９は８００℃以上の赤熱状態に
なる。未燃分を含んだ燃焼排ガス４５ａがこの赤熱状態
の燃焼促進体１９を通過するとき、燃焼排ガス４５ａ
は、高温の燃焼促進体１９との接触による伝導とふく射
による熱を受け易くなる。更に、通過する燃焼排ガス４
５ａの混合が促進されるため供給した酸化剤とよく混合
し、何も無い空間を通過する場合に比較して未燃分の燃
焼を促進する。又、このような燃焼促進体１９は、ガス
バーナ１３による加熱が無くてもそこを通過する高温燃
焼排ガス４５ａの顕熱をふく射熱に変換する効果が生じ
るため、変換されたふく射熱とガスの混合効果により未
燃分の燃焼反応を促進することができる。

【００３２】以上は金属からなる多孔質体を用いて例示
したが、燃焼排ガス４５ａが通過できる断面が網目状に
形成された耐熱性セラミックからなるもの、例えばハニ
カム状のものでも同様の効果を生じ、コージライトやア
ルミナなどの耐熱性セラミックも燃焼促進体１９として
利用することができる。

【００３３】図４は、図１に示した実施例に使用される
未燃分燃焼部１１の第３実施例の断面図である。これ
は、未燃分燃焼部１１の補助燃焼手段として、電気式ヒ
ータ１４を利用した場合の実施例である。本実施例で
は、図示のようにコイル状の電気式ヒータ１４を２列配
置し、燃焼排ガス４５ａの導入方向と同じ方向に酸素供
給ノズル１７を備えた構造になっている。本実施例で
は、電気式ヒータ１４への通電で容易に高温発生するこ
とができるため、起動時よりも急激な負荷変動による未
燃分発生への対応を早くできる特徴がある。しかもコイ
ル状に設置した電気式ヒータ１４は、高温表面を有する
と同時に先の未燃分燃焼部１１の第２実施例で説明した
燃焼促進体１９としても作用するため、未燃分の燃焼を
促進する。尚、燃焼促進体としての効果は、コイルのピ
ッチや径を変えて多数の電気式ヒータ１４を配置するな
どして調整することが出来る。このため、適用する加圧
流動層複合発電システム１の運転特性に合わせた設計が
容易になる。

【００３４】図５は、本発明に係る加圧流動層複合発電
システムの他の実施例を示す系統図である。未燃分燃焼
部１１を脱塵装置の最上流側機器であるサイクロン２５
と一体化して設けた加圧流動層複合発電システム１の実
施例である。図６に示すように、サイクロン２５は、未
燃分燃焼のための手段として起動時に使用する熱風炉８
から分岐した熱風炉ガス５６を導入する導入管２８と、
酸化剤として酸素５１を供給する酸素供給ノズル１７と
を有するものである。このため本実施例において用いる
サイクロン２５は、内部で未燃分を燃焼し高温になるた
め、脱塵目的で用いられる従来のものより更に耐熱構造
に形成されている。

【００３５】即ち、高温になるサイクロン２５の上部は
耐火材３０で内張りされた構造になっている。又、加圧
流動層ボイラ２からの燃焼排ガス４５ａを導入するため
の入口管２６と、高温の熱風炉ガス５６を導入する導入
管２８と、未燃分を燃焼するための酸素５１を導入する
酸素供給ノズル１７とは、図示のように同一面に取り付
けられている。これらによりサイクロン２５本体に導入
された燃焼排ガスは旋回しながら混合し、高温状態と高
酸素状態が保たれるため、未燃分を容易に燃焼する。こ
の過程で、粒子径の大きい灰４６ａはサイクロン２５の
下部に堆積し取り出され、燃焼排ガス４５ｂは出口管２
７から次の脱塵装置の機器へ導かれる。

【００３６】上記サイクロン一体型の未燃分燃焼部１１
の実施例では、未燃分を燃焼させる手段に起動用の熱風
炉８で発生する熱風炉ガス５６を利用したものであるた
め、起動時に発生する未燃分の燃焼処理に有効なシステ
ムである。但し、本システムでは、運転中の負荷変動で
発生する未燃分の処理時には、熱風炉８が停止している
ため、供給する酸素量を制御するだけとなり、未燃分の
処理能力が補助燃焼手段であるガスバーナ１３と酸素供
給ノズル１７の両方を同時に有している図１の実施例な
どと比較して若干劣る。しかし、燃焼制御が難しい加熱
用バーナを使用しないで済むという利点がある。

【００３７】図７は、本発明に係る加圧流動層複合発電
システムの更に他の実施例を示す系統図である。起動時
と負荷変動時の加熱源を分離した場合の一実施例を示す
もので、熱風炉ガス５６を加熱熱源とする脱塵装置２４
の最上流側機器であるサイクロン２５に一体型に設けら
れた未燃分燃焼部１１は、主に起動時に発生する未燃分
燃焼処置に使用し、サイクロン２５の燃焼排ガス出口２
７ａの下流に設けられた補助燃焼手段である電気式ヒー
タ１４を有する未燃分燃焼部１１は、加熱応答が早く運
転制御が簡単なため、主に負荷変動時に発生する未燃分
の燃焼処理に使用する。このように、本実施例では、未
燃分発生状態の違いにより、専用の装置を効率よく動作
させることができるため、後段における脱塵装置やガス
タービンに飛散・付着する灰の再燃焼をより効果的に無
くすることが出来る。

【００３８】以上この発明を図示の実施例について詳し
く説明したが、それを以ってこの発明をそれらの実施例
のみに限定するものではなく、この発明の精神を逸脱せ
ずして種々改変を加えて多種多様の変形をなし得ること
は云うまでもない。

【００３９】

【発明の効果】本発明によれば、加圧流動層ボイラの燃
焼排ガス出口と脱塵装置との間に、燃焼排ガス中の未燃
分を燃焼させる未燃分燃焼部を設けたので、加圧流動層
ボイラで発生した未燃分は、後段の燃焼排ガス流路に設
けた未燃分燃焼部で高温に加熱され、燃焼される。この
結果、加圧流動層ボイラ後段機器である脱塵機器やガス
タービン或いは燃焼排ガス管の局部加熱の発生が無くな
ると共に、機器、燃焼排ガス管の熱応力破損等がなくな
り、システム運転の信頼性が向上する。

【００４０】更に、未燃分燃焼部は、未燃分の燃焼を補
助する補助燃焼手段又は／及び酸化剤供給手段を有した
ものであるので、上記発明の効果に加え、未燃分燃焼部
の後段には完全に燃焼した未燃分を含まない灰だけが飛
散していくため、配管内や脱塵設備に付着・堆積した燃
焼灰の再燃焼が無くなると共に、局部加熱の発生と機器
の熱応力破損等が確実に無くなり、システム運用の信頼
性を一層向上させる。

【００４１】更に、補助燃焼手段は、加熱バーナ、電気
式ヒータ又は電磁誘導加熱器の内の少なくとも一つであ
るので、上記発明の効果に加え、補助燃焼手段の構造が
簡単で、実用的、経済的である。

【００４２】更に、未燃分燃焼部は、この未燃分燃焼部
の内部の燃焼排ガス出口近傍に前記未燃分の燃焼を促進
する燃焼促進体を有したものであるので、上記発明の効
果に加え、未燃分の燃焼が容易、確実になる。

【００４３】そして、燃焼促進体は、網目状に形成され
た耐熱性金属或いは断面が網目状に形成された耐熱性セ
ラミックからなるものであるので、上記発明の効果に加
え、燃焼排ガスの通過抵抗が少なく、燃焼が確実に行わ
れると共に、燃焼促進体の構造が簡単で経済的である。

【００４４】又、脱塵装置は、燃焼排ガス中の未燃分を
燃焼させる未燃分燃焼部を有したので、脱塵装置及びそ
の後段機器の内壁に付着・堆積した燃焼灰が再燃焼しな
くなる。この結果、加圧流動層ボイラ後段での局部加熱
の発生と機器の熱応力破損等が無くなり、システム運転
の信頼性を向上させる。加えて、未燃分燃焼のために独
立に未燃分燃焼部を設けなくても良く、脱塵装置と兼用
出来、設置コストを低減出来る。そして、加圧流動層ボ
イラからガスタービンに至る間の脱塵装置に未燃分燃焼
部を設けたため、加圧流動層複合発電システムを複数の
位置で同時に加熱する効果があり、定常運転時の温度に
昇温する迄の起動時間を短縮する。

【００４５】更に、未燃分燃焼部は、脱塵装置を構成す
る最上流側機器に設けられ、加圧流動層ボイラに設けら
れた熱風炉からの熱風炉ガスを導入する導入管を有した
ものであるので、上記発明の効果に加え、加圧流動層複
合発電システムの起動時にも、未燃分は燃焼し、脱塵装
置の脱塵部分及び後段機器の内壁に未燃分が付着するこ
とが無く、且つ未燃分の燃焼の制御が容易である。

【００４６】更に、脱塵装置の最上流側機器の燃焼排ガ
ス出口近傍の下流に補助燃焼手段を有する未燃分燃焼部
を設けたので、上記発明の効果に加え、補助燃焼手段に
より負荷変動時にも確実に燃焼されて、配管内や脱塵設
備に付着・堆積した燃焼灰の再燃焼が無くなるととも
に、定常運転時の温度に昇温するまでの起動時間を短縮
する。

【００４７】そして、未燃分燃焼部の補助燃焼手段は、
加熱バーナ、電気式ヒータ又は電磁誘導加熱器の内の少
なくとも一つであるので、上記発明の効果に加え、補助
燃焼手段の構造が簡単で、実用的、経済的である。

【００４８】又、ベッド材が流動する流動層で燃料を燃
焼させて蒸気を発生する加圧流動層ボイラで排出された
燃焼排ガス中の未燃分を該加圧流動層ボイラの下流に設
けられた未燃分燃焼部で燃焼させた後、更に、前記燃焼
排ガス中の塵を前記加圧流動層ボイラの後段に設置され
た脱塵装置で脱塵し、該燃焼排ガスによってガスタービ
ンを駆動し発電機を回して発電し、前記蒸気によって蒸
気タービンを駆動し発電機を回して発電する加圧流動層
複合発電システムの運転方法において、前記未燃分燃焼
部は、加圧流動層複合発電システムの起動時及び負荷変
動時に作動させるものであるので、加圧流動層複合発電
システムの起動時及び負荷変動時にも加圧流動層ボイラ
で排出された燃焼排ガス中の未燃分を燃焼させて無くす
ことが出来、加圧流動層ボイラ後段機器である脱塵機器
やガスタービン或いは燃焼排ガス管の局部加熱の発生が
無くなると共に、機器、燃焼排ガス管の熱応力破損等が
なくなり、システム運用の信頼性が向上する加圧流動層
複合発電システムの運転方法である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る加圧流動層複合発電システムの実
施例を示す系統図である。

【図２】図１に示した実施例に使用される未燃分燃焼部
の第１実施例の断面図である。

【図３】図１に示した実施例に使用される未燃分燃焼部
の第２実施例の断面図である。

【図４】図１に示した実施例に使用される未燃分燃焼部
の第３実施例の断面図である。

【図５】本発明に係る加圧流動層複合発電システムの他
の実施例を示す系統図である。

【図６】図５に示した他の実施例に使用されるサイクロ
ン一体型の未燃分燃焼部を示し、（Ａ）は横断面図、
（Ｂ）は縦断面図である。

【図７】本発明に係る加圧流動層複合発電システムの更
に他の実施例を示す系統図である。

【図８】従来技術に係る加圧流動層複合発電システムを
示す系統図である。

【符号の説明】

１加圧流動層複合システム２加圧流動層ボイラ４流動層７燃焼排ガス出口８熱風炉１１未燃分燃焼部１３ガスバーナ（加熱バーナ）１４電気式ヒータ１７酸素供給ノズル（酸化剤供給手段）１８燃焼排ガス出口１９燃焼促進体２４脱塵装置２５サイクロン（最上流側機器）２８導入管３３ガスタービン３７蒸気タービン４３ａ、４３ｂ蒸気４４燃料４５ａ、４５ｂ、４５ｃ燃焼排ガス４７ベッド材５１酸素（酸化剤）５６熱風炉ガス

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｆ０２Ｃ 6/06 Ｆ２２Ｂ 1/02 Ａ 7526−3ＬＦ２３Ｃ 6/04 ３０１ 6908−3Ｋ (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)発明者吉井泰雄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)発明者穂刈信幸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)発明者稲田徹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)発明者大木勝弥広島県呉市宝町６番９号バブコック日立株式会社呉工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ベッド材が流動する流動層で燃料を燃焼
させて蒸気を発生し、前記燃焼によって発生した燃焼排
ガスを排出する加圧流動層ボイラと、前記蒸気によって
駆動され発電機を回す蒸気タービンと、前記加圧流動層
ボイラの後段に設けられ前記燃焼排ガス中の塵を脱塵す
る脱塵装置と、該脱塵装置の後段に設けられ前記燃焼排
ガスによって駆動され発電機を回すガスタービンとを備
えた加圧流動層複合発電システムにおいて、前記加圧流
動層ボイラの燃焼排ガス出口と前記脱塵装置との間に、
前記燃焼排ガス中の未燃分を燃焼させる未燃分燃焼部を
設けたことを特徴とする加圧流動層複合発電システム。
【請求項２】請求項１において、前記未燃分燃焼部
は、前記未燃分の燃焼を補助する補助燃焼手段又は／及
び酸化剤供給手段を有したものであることを特徴とする
加圧流動層複合発電システム。
【請求項３】請求項２において、前記補助燃焼手段
は、加熱バーナ、電気式ヒータ又は電磁誘導加熱器の内
の少なくとも一つであることを特徴とする加圧流動層複
合発電システム。
【請求項４】請求項１〜３のいずれかにおいて、前記
未燃分燃焼部は、該未燃分燃焼部の内部の燃焼排ガス出
口近傍に前記未燃分の燃焼を促進する燃焼促進体を有し
たものであることを特徴とする加圧流動層複合発電シス
テム。
【請求項５】請求項４において、前記燃焼促進体は、
網目状に形成した耐熱性金属からなるものであることを
特徴とする加圧流動層複合発電システム。
【請求項６】請求項４において、前記燃焼促進体は、
該燃焼促進体の断面が網目状に形成された耐熱性セラミ
ックからなるものであることを特徴とする加圧流動層複
合発電システム。
【請求項７】ベッド材が流動する流動層で燃料を燃焼
させて蒸気を発生し、前記燃焼によって発生した燃焼排
ガスを排出する加圧流動層ボイラと、前記蒸気によって
駆動され発電機を回す蒸気タービンと、前記加圧流動層
ボイラの後段に設けられ前記燃焼排ガス中の塵を脱塵す
る脱塵装置と、該脱塵装置の後段に設けられ前記燃焼排
ガスによって駆動され発電機を回すガスタービンとを備
えた加圧流動層複合発電システムにおいて、前記脱塵装
置は、前記燃焼排ガス中の未燃分を燃焼させる未燃分燃
焼部を有したものであることを特徴とする加圧流動層複
合発電システム。
【請求項８】請求項７において、前記未燃分燃焼部
は、前記脱塵装置を構成する最上流側機器に設けられ、
前記加圧流動層ボイラに設けられた熱風炉からの熱風炉
ガスを導入する導入管を有したものであることを特徴と
する加圧流動層複合発電システム。
【請求項９】請求項８において、前記最上流側機器の
燃焼排ガス出口近傍の下流に補助燃焼手段を有する未燃
分燃焼部を設けたことを特徴とする加圧流動層複合発電
システム。
【請求項１０】請求項９において、前記未燃分燃焼部
の補助燃焼手段は、加熱バーナ、電気式ヒータ又は電磁
誘導加熱器の内の少なくとも一つであることを特徴とす
る加圧流動層複合発電システム。
【請求項１１】ベッド材が流動する流動層で燃料を燃
焼させて蒸気を発生する加圧流動層ボイラで排出された
燃焼排ガス中の未燃分を該加圧流動層ボイラの下流に設
けられた未燃分燃焼部で燃焼させた後、更に、前記燃焼
排ガス中の塵を前記加圧流動層ボイラの後段に設置され
た脱塵装置で脱塵し、該燃焼排ガスによってガスタービ
ンを駆動し発電機を回して発電し、前記蒸気によって蒸
気タービンを駆動し発電機を回して発電する加圧流動層
複合発電システムの運転方法において、前記未燃分燃焼
部は、加圧流動層複合発電システムの起動時及び負荷変
動時に作動させるものであることを特徴とする加圧流動
層複合発電システムの運転方法。