JPH09119620A - 流動床燃焼方法及び装置 - Google Patents

流動床燃焼方法及び装置

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JPH09119620A
JPH09119620A JP30214695A JP30214695A JPH09119620A JP H09119620 A JPH09119620 A JP H09119620A JP 30214695 A JP30214695 A JP 30214695A JP 30214695 A JP30214695 A JP 30214695A JP H09119620 A JPH09119620 A JP H09119620A
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JP
Japan
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heat recovery
recovery chamber
fluidized bed
heat
chamber
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Pending
Application number
JP30214695A
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English (en)
Inventor
Zenshi Okada
善嗣 岡田
Shuichi Morioka
修一 守岡
Masahiro Uozumi
昌宏 魚住
Kazuo Furubayashi
和夫 古林
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Kawasaki Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Kawasaki Heavy Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 内部循環流動層炉において、収熱量を大幅に
調整できるようにして、燃料の発熱量が大幅に異なる条
件、又は燃料の供給量を大幅に変える条件でも、熱回収
室を安定した流動化条件で運転することができるように
する。 【解決手段】 風箱を風箱仕切板30で区分するととも
に、流動層を上部及び下部が開口した層内仕切部材24
で区分して燃焼室12と熱回収室16とを形成し、燃焼
室12に燃料供給設備を接続し、熱回収室16に伝熱管
26を設け、燃焼室12のガス流速を熱回収室16のガ
ス流速よりも大きくすることにより、流動物質を循環す
るようにした流動床燃焼装置において、熱回収室16の
風箱48をセル用仕切板50で区分して複数個のセルを
形成し、それぞれのセルへの流動化ガス供給量を調整可
能なように、それぞれのセルに流動化ガス供給手段を接
続する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、燃焼室と熱回収室
とに区分した内部循環流動層炉において、都市ごみ、産
業廃棄物、石炭、RDF(ごみ転換燃料、Refuse
DerivedFuel)などを安定して燃焼させる
方法及び装置に関するものである。なお、RDFとは、
産業廃棄物、都市ごみなどにカルシウム化合物を加えて
成型した燃料のことを言う。
【0002】
【従来の技術】従来から、流動層を上下が開口している
層内仕切部材により仕切るとともに、風箱を風箱仕切板
で仕切るか又は風箱を別個に設けることにより、燃焼室
と熱回収室とに区分し、燃焼室の流動化ガス吹込風量を
熱回収室の流動化ガス吹込流量よりも大きくとることに
より、燃焼室の流動物質(流動媒体)を層内仕切部材を
越えて熱回収室へ流入させ、層内仕切部材の下部から熱
回収室の流動物質を燃焼部に還流するようにした2室流
動層を有する内部循環流動層炉が知られている(例え
ば、特公平5−87757号公報参照)。
【0003】従来の内部循環流動層炉においては、上記
のように、燃焼室よりも熱回収室の空塔速度を遅くする
ことによって、流動物質が循環するように操作される。
そして、熱回収室の空塔速度を変化させることで、燃焼
室と熱回収室との間の流動物質の循環量の変化や、伝熱
管の熱伝達率が変化するので、これを利用して、燃料の
性状変化や燃料処理量の変化で収熱量が変化した時、熱
回収室の空塔速度を変化させていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、内部循
環流動層炉においては、熱回収室の流動化ガス流量を変
更することで、回収する熱量を変えることができる。し
かしながら、発熱量が大きく異なる燃料を用いる場合、
又は定格負荷の50%程度以下の低負荷での運転などで
は、回収すべき熱量が大幅に変化するので、回収熱量の
制御ができなくなる事態が生じていた。そして、これら
の問題に関して、つぎの事項が明らかになった。 (1) 熱回収質の空塔速度を遅くしていくと、収熱さ
れる熱量は少なくなるが、流動化開始速度付近になる
と、部分的に流動化が停止したり、再流動したりして流
動状態が不安定となる。このため、収熱される熱量が大
きく変動する現象が起こる。 (2) 燃焼室の燃料の一部が熱回収室に混入するの
で、燃料が流動化の不安定な領域で燃焼して、局部的に
高温領域が発生して流動物質の塊状化が起こる場合があ
る。
【0005】熱回収室の空塔速度の変化によって、収熱
量は図9に示すように変化する。この特性を利用して燃
焼室の温度を制御したり、水蒸気温度を制御したりして
いる。図9のa曲線は設計条件の特性を示したもので、
a1点は定格条件を示し、空塔速度V1でQ1の収熱量
になるように設計される。この条件から空塔速度を遅く
していくと収熱量が減少していくが、更に空塔速度を遅
くしていき流動化開始流速付近になると、流動状態が不
安定になる領域となり、収熱量の変動が大きくなった
り、流動物質の塊状化が起こる場合があるので、流動化
開始速度よりも遅い空塔速度での運転は避ける必要があ
り、ここではa2点で示し、その時の空塔速度は流動化
開始速度でV2で示している。このため、a2条件の収
熱量Q2までしか収熱量を減少させることができなかっ
た。燃料の発熱量の低下あるいは燃焼量を少なくしたい
場合でも、a2条件までしか運転することができなかっ
た。
【0006】本発明は上記の諸点に鑑みなされたもの
で、本発明の目的は、熱回収室の風箱を複数個に区分し
て、区別された個々の領域、すなわち個々のセル(小風
箱とこれに対応する流動層)の流動化空気量を制御する
ことにより、流動状態の不安定な領域を避けた安定した
流動状態で、より低い収熱量まで制御できる流動床燃焼
方法及び装置を提供することにある。また、本発明の他
の目的は、伝熱管の摩耗及び腐食を均一化させ、かつ、
伝熱管のコーチング除去操作を容易にするようにした流
動床燃焼方法及び装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の流動床燃焼方法は、風箱を風箱仕切板で
区分するとともに、流動層を上部及び下部が開口した層
内仕切部材で区分して燃焼室と熱回収室とを形成し、燃
焼室に燃料供給設備を接続し、熱回収室に伝熱管を設
け、燃焼室のガス流速を熱回収室のガス流速よりも大き
くすることにより、流動物質を循環するようにした流動
床燃焼装置で流動床燃焼させる方法において、熱回収室
の風箱をセル用仕切板で区分して複数個のセルを形成
し、それぞれのセルの流動化ガスの供給量を調整して熱
回収量又は燃焼室温度を制御するように構成している。
【0008】また、本発明の流動床燃焼装置は、風箱を
風箱仕切板で区分するとともに、流動層を上部及び下部
が開口した層内仕切部材で区分して燃焼室と熱回収室と
を形成し、燃焼室に燃料供給設備を接続し、熱回収室に
伝熱管を設け、燃焼室のガス流速を熱回収室のガス流速
よりも大きくすることにより、流動物質を循環するよう
にした流動床燃焼装置において、熱回収室の風箱をセル
用仕切板で区分して複数個のセルを形成し、それぞれの
セルへの流動化ガス供給量を調整可能なように、それぞ
れのセルに流動化ガス供給手段を接続したことを特徴と
している。
【0009】上記の流動床燃焼装置において、熱回収室
に層内仕切部材と直交するように伝熱管を設け、熱回収
室の風箱を伝熱管と直交するようにセル用仕切板で区分
して複数個のセルを形成したり、熱回収室に層内仕切部
材と直交するように伝熱管を設け、熱回収室の風箱を伝
熱管と平行にセル用仕切板で区分して複数個のセルを形
成したり、熱回収室に層内仕切部材と平行に伝熱管を設
け、熱回収室の風箱を伝熱管と平行にセル用仕切板で区
分して複数個のセルを形成したり、熱回収室に層内仕切
部材と平行に伝熱管を設け、熱回収室の風箱を伝熱管と
直交するようにセル用仕切板で区分して複数個のセルを
形成するように構成することができる。
【0010】図8には、熱回収室を伝熱管40%のaセ
ルと伝熱管60%のbセルに区分した時の空塔速度と収
熱量の関係を示している。燃焼室に近いセルをaセル、
他をbセルとして、2つのセルの空塔速度を同時に遅く
していくと、ab曲線に沿って収熱量が変化し、安定し
た条件であるab2条件まで収熱量を少なくすることが
できる。即ち、収熱量Q2よりも少なくすることはでき
ない。そこで、ab2条件の空塔速度V2までくると、
bセルの空気を停止するとともに(この空気を停止する
操作をスランプと言う)、残りのaセルの空気量を増加
して、収熱量Q2になる空塔速度とする。この時の空塔
速度と収熱量の関係をb曲線として示している。このb
曲線において、空塔速度を低減してb2条件にすると、
空塔速度V2条件のQ3まで収熱量の安定した制御がで
きることになる。
【0011】燃焼室と熱回収室で構成した流動層の収熱
量を少なくする方法として、熱回収室の空塔速度を遅く
する方法があるが、概略流動化開始速度よりも遅くする
ことは、収熱量が不安定になること、あるいは不安定流
動状態の発生の点から実施することができない。この問
題を解決する手段として、熱回収室の風箱を仕切って複
数のセルに分割することによって、より少ない収熱量ま
で安定して制御することができる。熱回収室の空塔速度
を遅くすると、燃焼室と熱回収室との間の流動物質の循
環が悪くなり、かつ、伝熱管の管外熱伝達率が小さくな
るので、収熱量を少なくすることが可能であり、また、
複数に区分したセルの1つをスランプすると、そのセル
の流動化が停止し、そのセルに配置されている伝熱管が
有効に働かないので、伝熱面積が変化したことになり、
より少ない収熱量まで変化させることができる。
【0012】
【発明の実施の形態】図1は本発明の流動床燃焼装置の
一例を示している。本例は、流動層炉10の燃焼室12
の流動層14と熱回収室16の流動層18とを、上部開
口20及び下部開口22を有する層内仕切部材24で区
分し、熱回収室16の空塔速度よりも燃焼室12の空塔
速度を速くして、流動物質を太字の矢印の方向に循環す
るようにして、熱回収室16の流動層18内に伝熱管2
6を設けたものである。さらに詳しく説明すれば流動層
炉10は、層内仕切部材24と風箱28、48に設けた
風箱仕切板30によって、燃焼室12と熱回収室16と
に区分されている。層内仕切部材24の上部に上部開口
20、下部には下部開口22を設けている。
【0013】燃焼室12の燃焼空気は、FDF(押込み
ファン)32から空気予熱器34を通り、燃焼室の風箱
28に入り空気分散板36から供給され、燃料供給設備
である可燃物供給機38から燃焼室12に供給される可
燃物を燃焼させる。燃焼排ガスは、空塔部40から対流
伝熱部42と空気予熱器34を通り、集塵器44からI
DF(誘引ファン)46によって系外に排出される。熱
回収室16には伝熱管26が設けられており、熱回収室
の風箱48はセル用仕切板50によって、燃焼室12に
近い順に、例えばaセル及びbセルの2つのセルに区分
されており、それぞれのセルに流動化空気の供給配管5
2、54が接続され、弁又はダンパー56、58によっ
て流量が調整できるようになっている。熱回収室に供給
された空気は、上部開口20から燃焼室ガスと合流し
て、2次燃焼させるようになっている。さらに、空気予
熱器34を出た空気の一部は、3次空気として空塔部4
0に供給される。この場合は、空気供給配管と弁又はダ
ンパーとで流動化ガス供給手段が構成される。伝熱管2
6の出口には、温度指示調節計60が接続され、伝熱管
26の出口温度により、各セルへ供給する空気量を調節
することができるように構成されている。
【0014】定格条件ではaセル、bセルとも所定量の
空気によって流動化して、熱回収を行っている。燃料の
供給量を少なくしていくと、伝熱管26から収熱するに
必要な収熱量が少なくなるので、それに応じてaセルと
bセルの流動化空気量を少なくしていく。aセルとbセ
ルの空塔速度が流動化開始速度付近になると流動化が不
安定となるので、この条件よりも収熱量を減少する場合
は、bセルの流動化空気量を停止する。そうすると、b
セル内の伝熱管からの収熱は大幅に少なくなるので、a
セルの空気量を増加して必要な収熱量に調整する。更に
収熱量を少なくしたい時には、aセルの空気量を流動化
開始速度まで少なくすることができる。収熱量を増加し
たい時には、aセルの空気量を増加していき、設計流速
になり更に収熱量を増加したい時には、bセルに流動化
空気を入れて再起動する。熱回収室16の設計空塔速度
は、燃焼室12の空塔速度と同等以下で設計される。な
お、図1には、熱回収室16に過熱器を設けた例を示し
ており、前述のように、過熱器出口温度が一定になるよ
うに、熱回収室16の流動化空気流量を調節するように
した例を示している。図示していないが燃焼室12の温
度が一定になるように、熱回収室16の流動化空気流量
を調節するようにすることもできる。
【0015】セル用仕切板50は、図2及び図3に示す
ように、層内仕切部材24と平行に設け、熱回収室16
の伝熱管26は、層内仕切部材24と直交するように設
ける図2の方法と、層内仕切部材24と平行に設ける図
3の方法がある。ここで、燃焼室12に近いセルをaセ
ルとし、他のセルをbセルとすると、aセルをスランプ
するとaセルは固定層となるので、燃焼室12とbセル
の流動物質の循環混合が無くなり、収熱量の制御ができ
なくなる。そのため、スランプができるセルはbセルに
限定されることになる。このため、aセルの伝熱管のみ
の摩耗及び腐食が促進されることになる不都合がある。
また、aセルの伝熱管のコーチングを除去する作業を行
うことができないという不都合がある。
【0016】この点を改良した構造を図4及び図5に示
す。セル用仕切板50を、層内仕切部材24と直交方向
に設け、図4の伝熱管26はセル用仕切板50と平行に
設けたもので、図5は、セル用仕切板50と直交方向に
設ける方法を示している。図4及び図5の構成にする
と、熱回収室16のどちらのセルでもスランプすること
ができるので、伝熱管の摩耗及び腐食が均一化されて伝
熱管の長寿命化を図ることができ、かつ伝熱管のコーチ
ング除去操作を容易に実施することができるという利点
がある。
【0017】図2〜図5は熱回収室16を2つのセルに
区分した例を示しているが、図6及び図7に示すよう
に、3つのセルに区分してもよい。この場合、図6に示
すように伝熱管26の配分を必要な伝面の例えば、40
%、30%、30%としても良いが、図7に示すように
必要な伝面の例えば、50%、50%、50%の150
%として、100%の定格負荷においても2つのセルで
対応できるようにすることも可能である。勿論、4つ以
上のセルに区分することも可能である。なお、熱回収室
16に配置する伝熱管は、蒸発器、過熱器、再熱器いず
れでもよく、必要に応じてこれらを混在させることもで
きる。
【0018】
【発明の効果】本発明は上記のように構成されているの
で、つぎのような効果を奏する。 (1) 内部循環流動層炉において、熱回収室の風箱を
複数に区分して複数のセルを形成し、各セルの空塔速度
を変化させることとセルのスランプを行うことによっ
て、収熱量を大幅に調整することができる。このため、
燃料の発熱量が大幅に異なる条件、又は燃料の供給量を
大幅に変える条件でも、熱回収室を安定した流動化条件
で運転することが可能になる。 (2) 熱回収室の風箱を、層内仕切部材と直交するよ
うにセル用仕切板で区分して複数個のセルを形成する場
合は、各セルをスランプすることができるので、伝熱管
の摩耗及び腐食が均一化され、伝熱管の長寿命化を図る
ことができるとともに、伝熱管のコーチング除去操作を
容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の流動床燃焼装置の一例を示す系統図で
ある。
【図2】本発明の装置における要部の一例を示す平面説
明図である。
【図3】本発明の装置における要部の他の例を示す平面
説明図である。
【図4】本発明の装置における要部の他の例を示す平面
説明図である。
【図5】本発明の装置における要部の他の例を示す平面
説明図である。
【図6】本発明の装置における要部の他の例を示す平面
説明図である。
【図7】本発明の装置における要部のさらに他の例を示
す平面説明図である。
【図8】本発明の装置における熱回収室の空塔速度と収
熱量との関係を示す線図である。
【図9】従来の内部循環流動層炉における熱回収室の空
塔速度と収熱量との関係を示す線図である。
【符号の説明】
10 流動層炉 12 燃焼室 14 流動層 16 熱回収室 18 流動層 20 上部開口 22 下部開口 24 層内仕切部材 26 伝熱管 28 燃焼室の風箱 30 風箱仕切板 32 押込ファン 34 空気予熱器 36 空気分散板 38 可燃物供給機 40 空塔部 42 対流伝熱部 44 集塵器 46 誘引ファン 48 熱回収室の風箱 50 セル用仕切板 52 空気供給配管 54 空気供給配管 56 弁又はダンパー 58 弁又はダンパー 60 温度指示調節計
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 魚住 昌宏 神戸市中央区東川崎町1丁目1番3号 川 崎重工業株式会社神戸本社内 (72)発明者 古林 和夫 神戸市中央区東川崎町1丁目1番3号 川 崎重工業株式会社神戸本社内

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 風箱を風箱仕切板で区分するとともに、
    流動層を上部及び下部が開口した層内仕切部材で区分し
    て燃焼室と熱回収室とを形成し、燃焼室に燃料供給設備
    を接続し、熱回収室に伝熱管を設け、燃焼室のガス流速
    を熱回収室のガス流速よりも大きくすることにより、流
    動物質を循環するようにした流動床燃焼装置で流動床燃
    焼させる方法において、 熱回収室の風箱をセル用仕切板で区分して複数個のセル
    を形成し、それぞれのセルの流動化ガスの供給量を調整
    して熱回収量又は燃焼室温度を制御することを特徴とす
    る流動床燃焼方法。
  2. 【請求項2】 風箱を風箱仕切板で区分するとともに、
    流動層を上部及び下部が開口した層内仕切部材で区分し
    て燃焼室と熱回収室とを形成し、燃焼室に燃料供給設備
    を接続し、熱回収室に伝熱管を設け、燃焼室のガス流速
    を熱回収室のガス流速よりも大きくすることにより、流
    動物質を循環するようにした流動床燃焼装置において、 熱回収室の風箱をセル用仕切板で区分して複数個のセル
    を形成し、それぞれのセルへの流動化ガス供給量を調整
    可能なように、それぞれのセルに流動化ガス供給手段を
    接続したことを特徴とする流動床燃焼装置。
  3. 【請求項3】 熱回収室に層内仕切部材と直交するよう
    に伝熱管を設け、熱回収室の風箱を伝熱管と直交するよ
    うにセル用仕切板で区分して複数個のセルを形成した請
    求項2記載の流動床燃焼装置。
  4. 【請求項4】 熱回収室に層内仕切部材と直交するよう
    に伝熱管を設け、熱回収室の風箱を伝熱管と平行にセル
    用仕切板で区分して複数個のセルを形成した請求項2記
    載の流動床燃焼装置。
  5. 【請求項5】 熱回収室に層内仕切部材と平行に伝熱管
    を設け、熱回収室の風箱を伝熱管と平行にセル用仕切板
    で区分して複数個のセルを形成した請求項2記載の流動
    床燃焼装置。
  6. 【請求項6】 熱回収室に層内仕切部材と平行に伝熱管
    を設け、熱回収室の風箱を伝熱管と直交するようにセル
    用仕切板で区分して複数個のセルを形成した請求項2記
    載の流動床燃焼装置。
JP30214695A 1995-10-25 1995-10-25 流動床燃焼方法及び装置 Pending JPH09119620A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020034213A (ja) * 2018-08-29 2020-03-05 川崎重工業株式会社 湿潤バイオマス焼却システム

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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