JPH08254301A - 流動層ボイラの炉壁構造 - Google Patents

流動層ボイラの炉壁構造

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JPH08254301A
JPH08254301A JP5745395A JP5745395A JPH08254301A JP H08254301 A JPH08254301 A JP H08254301A JP 5745395 A JP5745395 A JP 5745395A JP 5745395 A JP5745395 A JP 5745395A JP H08254301 A JPH08254301 A JP H08254301A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 粒子の下降による水冷壁の摩耗を抑制する。 【構成】 燃料を燃焼空気でベッド材と共に流動化させ
ながら燃焼させる火炉4の周壁を、多数の水管2aが所
定間隔を隔てて並設された水冷壁2で形成し、その水冷
壁2の一部に耐火材21を内張りした流動層ボイラの炉
壁構造において、前記耐火材21の上面を、その上面に
衝突した下降粒子が水冷壁2の水管2aに衝突するのを
抑制すべく水冷壁2の壁部2bを覆う面が凹んだ凹凸状
に形成して、下降粒子が水冷壁2の水管2aに衝突する
のを抑制する。

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の炉壁構造
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】固体燃料を効率よく燃焼させるボイラの
一つとして循環流動層ボイラがある。循環流動層ボイラ
は、図3に示すように、水冷壁で形成された火炉4内で
石炭等の燃料を空気分散板3からの燃焼空気により灰や
石灰石等からなるベッド材と共に流動化させながら燃焼
させ、発電用蒸気タービン等に供給する蒸気などを発生
させるものであり、火炉4から飛散したベッド材や未燃
分等の固形分をサイクロン5で捕捉し、これを火炉4内
の空気分散板3上に戻すものである。この流動層ボイラ
1では、周壁(水冷壁)2の一部例えば流動(燃焼)が
激しい部分(火炉4下方)に耐火材を内張りして、火炉
4内の温度を所定の温度(約 850〜900 ℃例えば 900
℃)に維持することでSOxの低減を図っている。これ
は、硫黄分を火炉4内に投入した石灰石と反応させて脱
硫処理するため、脱硫反応を起こさせる最適温度に火炉
4内を維持する必要があるからであり、この脱硫反応と
効率の良い燃焼を図れる最適温度範囲が例えば約 850〜
900 ℃である。また、耐火材は水冷壁2の摩耗防止の作
用もする。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前述の循環
流動層ボイラでは、燃料やベッド材を流動化させている
ため、粒子が壁(水冷壁)付近を壁に沿うように下降す
る。このように粒子が下降すると、図5に示すように水
冷壁2に内張りした耐火材24が出張って段状になって
いるため、その耐火材24の上面に下降粒子が衝突し、
この衝突により跳ね返った粒子等が水冷壁2の水管2a
の周面(主に耐火材24上端部との際の周面)に衝突、
あるいは沿って流れる。このとき、水管2aの周面に粒
子が角度をもって衝突すると、水冷壁2の水管2aが摩
耗を生じる。このため、水冷壁2の耐火材24上端部近
傍(粒子が衝突する部分を含む箇所)に耐摩耗材を溶射
して対処するが、耐摩耗材を溶射しても、定期検査時に
溶射の補修と耐火材24の積増を要する場合があり、こ
れを頻繁に繰り返すと耐火材24の打設面積も大きく変
ってくるので性能面も変化してくる。すなわち、このよ
うに溶射を施工しても粒子が溶射材に衝突して溶射材が
摩耗し、結局水管2aが摩耗する虞がある。
【0004】そこで、本発明は、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、水冷壁の摩耗を
抑制する流動層ボイラの炉壁構造を提供することにあ
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の流動層ボイラの
炉壁構造は、燃料を燃焼空気でベッド材と共に流動化さ
せながら燃焼させる火炉の周壁を、多数の水管が所定間
隔を隔てて並設された水冷壁で形成し、その水冷壁の一
部に耐火材を内張りした流動層ボイラの炉壁構造におい
て、前記耐火材の上面を、その上面に衝突した下降粒子
が水冷壁の水管に衝突するのを抑制すべく水冷壁の壁部
を覆う面が凹んだ凹凸状に形成したものである。前記耐
火材の上面は、火炉側にいくに従って漸次低くなるよう
に傾斜させることが好ましい。
【0006】
【作用】水冷壁(水管)を摩耗させる粒子のほとんど
は、水冷壁の水管間の壁部付近を壁に沿って下降するも
のである。それら粒子は耐火材の上面に衝突して跳ね返
ったり、その跳ね返った粒子と衝突したりしてその近傍
の水管の周面に衝突することにより摩耗が生じる。この
ため、それら粒子が衝突する耐火材の上面すなわち水冷
壁の壁部を覆う面が凹んでいると、その衝突近傍の水管
は耐火材で覆われているので、その耐火材衝突後の粒子
は水管に衝突することなく下降する。従って、下降粒子
による水冷壁の摩耗を抑制することが可能となる。この
際、耐火材の上面を、火炉側にいくに従って漸次低くな
るように傾斜させることで、耐火材の上面に衝突した粒
子は火炉側に跳ね返るので、一層粒子が水管に衝突する
ことがなくなる。
【0007】
【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。
【0008】図3は循環流動層ボイラの一例を示す構成
図である。図3において、1は循環流動層ボイラを示
す。循環流動層ボイラ1は、図4に示すようにSTB等
により成形された水冷壁2によって断面矩形状に形成さ
れると共に内部下方には空気分散板3が設けられた火炉
4と、火炉4の上端後部に接続されたサイクロン5と、
サイクロン5からの排ガスの熱の一部を回収する伝熱部
6と、サイクロン5で分離された粒子を火炉4の分散板
3上に戻す循環路(J−バルブ)7とから主に構成され
ている。水冷壁2は、所定間隔を隔てて多数並設された
水管2aと、それら水管2a間に設けられた例えばフィ
ンによりなる壁部2bとからなる。
【0009】火炉4の下部には、押込通風機(FDF)
8、空気予熱機9及び調節弁10を有する空気ライン1
1が接続されている。空気ライン11には調節弁12を
有し前記J−バルブ7に接続される補助空気ライン13
が接続され、循環粒子がJ−バルブ7内でつまらないよ
うになっている。また、空気ライン11には、調節弁1
4を有し火炉4の中央部に接続される二次空気ライン1
5が接続され、燃焼空気が空気ライン11及び二次空気
ライン15の2系統から火炉4に供給されてNOxの抑
制が図られる。火炉4の下方には、燃料例えば石炭を空
気分散板3上に供給する燃料ライン16が接続され、こ
の燃料ライン16からの石炭が空気ライン11からの燃
焼空気によりベッド材(灰や石灰石等からなるベッド
材)と共に火炉4全体で流動化されながら高温下で燃焼
し、この燃焼熱の一部が水冷壁2に回収されると共に、
火炉4から飛散したベッド材等の粒子がサイクロン5及
びJ−バルブ7を介して火炉4に戻され循環する。サイ
クロン5からの排ガスは、伝熱部6を介して冷却されて
から排ガスライン17に流入し、前記空気予熱機9でさ
らに冷却、集塵機(例えばバグフィルタ)18で脱塵さ
れた後、誘引通風機(IDF)19を介して煙突20か
ら大気に開放される。
【0010】火炉4の周壁である水冷壁2の一部(例え
ば流動(燃焼)が激しい部分(火炉4下方))には図1
及び図2に示すように耐火材21が内張りされている。
すなわち、水冷壁2の炉内側は伝熱性が良好で耐摩耗性
の耐火材21で覆われて耐火材21が出張って段状にな
っている。このように、水冷壁2の一部を耐火材21で
覆うことにより火炉4内の温度を燃焼および脱硫反応に
適した所定の温度(約850〜900 ℃例えば 900℃)に維
持する。また、耐火材21は水冷壁2の摩耗を防止す
る。
【0011】耐火材21の上面は、下降粒子が水管2a
の周面を沿って流れるのを抑制する、すなわち粒子が水
管2aの周面に衝突することなく下降するように凹凸状
に形成されている。具体的には、その凹凸は、凸部面2
2が水冷壁2の水管2aを覆う面で、凹部面23が水冷
壁2の壁部2bを覆う面によって形成され、その凹部面
23に衝突した粒子やその粒子に衝突した粒子が凸部面
22上にくることなく下降する、すなわち凸部面22を
形成する壁によって火炉4へと案内されて水冷壁2の水
管2aへの衝突が防止されるようになっている。つま
り、凸部面22の高さ又は凹部面23の深さは、凹部面
23に衝突した粒子やその粒子に衝突した粒子が凸部面
22にくることがない長さに形成される。また、耐火材
21の上面(凸部面22及び凹部面23)は、断面が火
炉側にいくに従って漸次低くなるように傾斜されてい
る。
【0012】このように、耐火材21の上面を凹凸状に
形成することにより、水冷壁2の近傍をベッド材等の粒
子が下降し、これが耐火材21の上面に衝突しても水冷
壁2の水管2aが摩耗することが抑制される。すなわ
ち、水冷壁2(水管2a)を摩耗させる粒子のほとんど
は、水冷壁2の壁部2b付近を壁に沿って下降するもの
で、水管2a付近を下降する粒子はほとんど摩耗に影響
ない。壁部2b付近を下降する粒子が衝突する耐火材2
1の上面は、ほとんど水冷壁2の壁部2bを覆う面であ
り、この面がこの面に衝突した粒子等が凸部面22上に
くることがないように凹んでいる。このため、その面
(凹部面23)の近傍の水管2aは耐火材21で覆われ
ている(凸部面22を形成する耐火材21で覆われてい
る)ので、凹部面23に下降粒子が衝突しても、この衝
突した粒子及びその粒子に衝突した粒子が凸部面22上
にくることはなく下降し、粒子が水管2aに衝突するこ
とが少なくなる。すなわち、壁部2bに沿った粒子の流
れを耐火材21でガイドし、水管2aに粒子が衝突する
ことが抑制される。これによって、水冷壁2の下降粒子
による摩耗を抑制することができる。この際、耐火材2
1の上面を、火炉側にいくに従って漸次低くなるように
傾斜することで、耐火材21の上面に衝突した粒子は火
炉側に跳ね返るので、一層粒子が水管2aに衝突するこ
とがなくなる。なお、粒子が耐火材21に衝突しても、
耐火材21は多少削られるだけで実害はない。
【0013】従って、耐火材21の上面を凹凸状に形成
することで、下降粒子による水冷壁2の摩耗を抑制する
ことができ、メンテナンスの頻度が少なくなり、コスト
削減につながる。また、耐火材21の上面を凹凸状に形
成するだけであるので、溶接等が不要であり現場での作
業性がよいと共に、構造が簡単であり、改造等、既設ボ
イラへの適用が容易である。
【0014】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、粒子の下
降による水冷壁の摩耗を抑制できるという優れた効果を
奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す斜視図である。
【図2】図1中のA−A線矢視図である。
【図3】循環流動層ボイラの一例を示す構成図である。
【図4】水冷壁の一例を示す概略斜視図である。
【図5】従来の一例を示す斜視図である。
【符号の説明】
2 水冷壁 2a 水管 2b 壁部 4 火炉 21 耐火材 22 凸部面 23 凹部面

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 燃料を燃焼空気でベッド材と共に流動化
    させながら燃焼させる火炉の周壁を、多数の水管が所定
    間隔を隔てて並設された水冷壁で形成し、その水冷壁の
    一部に耐火材を内張りした流動層ボイラの炉壁構造にお
    いて、前記耐火材の上面を、その上面に衝突した下降粒
    子が水冷壁の水管に衝突するのを抑制すべく水冷壁の壁
    部を覆う面が凹んだ凹凸状に形成したことを特徴とする
    流動層ボイラの炉壁構造。
  2. 【請求項2】 前記耐火材の上面を火炉側にいくに従っ
    て漸次低くなるように傾斜した請求項1記載の流動層ボ
    イラの炉壁構造。
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