JPH09243019A - 循環式流動層ボイラ装置 - Google Patents

循環式流動層ボイラ装置

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JPH09243019A
JPH09243019A JP4720196A JP4720196A JPH09243019A JP H09243019 A JPH09243019 A JP H09243019A JP 4720196 A JP4720196 A JP 4720196A JP 4720196 A JP4720196 A JP 4720196A JP H09243019 A JPH09243019 A JP H09243019A
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JP
Japan
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cyclone
fluidized bed
bed boiler
wall
water
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Withdrawn
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JP4720196A
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English (en)
Inventor
Shigemi Bandai
重実 萬代
Hiroyuki Katayama
博幸 片山
Shigekatsu Ichimura
重勝 市村
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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  • Fluidized-Bed Combustion And Resonant Combustion (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 流動層ボイラの高さを低減することにより、
ボイラの小形化、支持部の簡単化とこれによる低コスト
化を実現するとともに、サイクロン内での後燃えによる
発生熱の有効利用をなしてサイクロン下流側の熱交換器
入口ガス温度を低下せしめ、同熱交換器の耐久性を向上
せしめる。 【解決手段】 流動層ボイラからの燃焼ガスと流動材と
を分離するサイクロンからの流動材を上記流動層ボイラ
に還流するように構成された循環式流動層ボイラにおい
て、上記サイクロンの周壁に、同サイクロン内の燃焼ガ
スと外壁水管内を通流する水とを熱交換して蒸気を発生
せしめる蒸気発生部を設け、流動層ボイラとサイクロン
との2箇所に蒸気発生部を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はサイクロンを改良し
た循環式流動層ボイラ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図2には循環式流動層ボイラ装置の従来
の1例が示されている。図2において、201は流動層
ボイラであり、底部から1次空気、側部から石炭及び石
灰石と2次空気が供給され、これらの燃焼(脱硝を伴
う)により外面水壁202を流れる水を加熱して蒸気を
発生せしめる。
【0003】203はサイクロンであり、上記流動層ボ
イラ201からの流動材を含む燃焼ガスから流動材が遠
心分離される。同サイクロン203で分離された燃焼ガ
スはガスダクト206内を通って対流熱交換器205に
入り、ここで蒸気を加熱して加熱蒸気とした後、煙道2
07から煙突へと導かれる。
【0004】また上記サイクロン203で分離された流
動材は同サイクロン203の下方に設けられた流動床熱
交換器204に流動材管208を介して導かれ、蒸気を
加熱した後流動層ボイラ201の下部に戻される。上記
流動層ボイラ201の外面水壁202以外の部位(下
部)及びサイクロン203から流動材管208、流動床
熱交換器204及び上記流動層ボイラ201の下部の壁
部は、断熱材108aによって断熱処理がなされてい
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の循環式流動層ボイラ装置にあっては、ボイラ201
の外面水壁202のみを蒸気発生部としているためボイ
ラの全高が高く(30mを超える高さとなる)、従っ
て、ボイラ201を支持するため強固で高価な架台を必
要とする。
【0006】またサイクロン203からの放熱を抑制す
るため、同サイクロン203及びこれに接続される管系
の壁部に多量の断熱材108aを設けて上記放熱の遮断
及びサイクロン203の構成部材の強度の保持を図って
おり、ボイラがさらに高価となる。
【0007】さらに粗悪炭を燃料とする場合には、サイ
クロン203内で後燃えが発生し、このため対流熱交換
器205の入口ガス温度が過昇となって、同熱交換器の
伝熱管の耐久性が低下する。これを防止するため負荷を
下げると所要の発生エネルギが得られなくなる。
【0008】本発明の目的は、流動層ボイラの高さを低
減することにより、ボイラの小形化、支持部の簡単化と
これによる低コスト化を実現するとともに、サイクロン
内での後燃えによる発生熱の有効利用をなしてサイクロ
ン下流側の熱交換器入口ガス温度を低下せしめ、同熱交
換器の耐久性を向上せしめることにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は上記のような問
題点を解決するもので、その要旨とする手段は、外壁水
管内の水を加熱して蒸気を発生せしめる流動層ボイラか
らの燃焼ガスと流動材とを分離するサイクロンを備え、
同サイクロンで分離された流動材を上記流動層ボイラに
還流するように構成された循環式流動層ボイラにおい
て、上記サイクロンの周壁に、同サイクロン内の燃焼ガ
スと外壁水管内を通流する水とを熱交換して蒸気を発生
せしめる蒸気発生部が設けられたことを特徴とする循環
式流動層ボイラ装置にある。
【0010】上記手段によれば、流動層ボイラにおいて
その外面水壁を加熱して蒸気を発生せしめた流動材を含
む燃焼ガスは、サイクロン内で旋回により流動材を分離
せしめられるとともに、同サイクロンの周壁部に設けら
れた外壁水管内の水を加熱して蒸気を発生せしめる。
【0011】この場合、サイクロン内においては、石炭
と空気との混合が上記旋回流により良好となって流動層
ボイラでの燃え残り分の完全燃焼がなされる。
【0012】従って流動層ボイラ及びサイクロンの外壁
水管の2箇所が蒸気発生部となるので、流動層ボイラの
伝熱面積が小さくて済むこととなり、流動層ボイラの外
壁水管の高さが従来のものに較べて大幅に低くなる。こ
れにより流動層ボイラの全高が低くなり、同ボイラの小
形化及びその支持部構造の簡単化、低コスト化が実現で
きる。
【0013】またサイクロンの周壁には外壁水管が設け
られているので、該サイクロンの大部分で断熱材が不要
となり、この面からも低コスト化がなされる。
【0014】さらにサイクロン内で後燃えが発生して
も、これによって外壁水管内の水を加熱し、熱交換する
ので、下流側の対流熱交換器の入口ガス温度の上昇が抑
制され、対流熱交換器の耐久性が向上するとともに、粗
悪油の完全燃焼が可能となる。
【0015】また、上記手段において、サイクロンの周
壁の内面を薄い耐エロージョン材で被覆したことも本発
明の具体的手段の1つである。かかる手段によれば、最
小厚さのエロージョン材で以って、サイクロン内壁面の
耐エロージョン性が向上し、外壁水管の耐久性が向上す
る。
【0016】さらなる手段は、上記2つの手段に加え
て、上記サイクロンを経た燃焼ガスの一部を上記流動層
ボイラの入口側へ還流する循環ラインを設けたことであ
る。このように構成すれば上記燃焼ガスの流動層ボイラ
への還流により、NOxの発生が低減される。
【0017】
【発明の実施の形態】以下図1を参照して本発明の実施
形態を詳細に説明する。図1には本発明の実施形態に係
る循環式流動層ボイラの構成図が示されている。
【0018】図1において、101は流動層ボイラであ
る。同ボイラ101は、これの外壁(中央部〜上部の外
周壁)が、内部に蒸気発生用の水が通流する外壁水管1
02となっており、底部及び側部から導入される1次空
気、石炭、石灰及び2次空気が供給されて燃焼し(脱硝
を伴なう燃焼)、上記外壁水管102内の水を加熱して
蒸気を発生せしめる。
【0019】103はサイクロンであり、同サイクロン
103の周壁内面は内面側に薄肉の耐エロージョン材1
08で被覆され、同エロージョン材108の外側には、
内部を水が通流する外壁水管106が設けられている。
【0020】105は対流熱交換器であり、上記サイク
ロン103で流動材を分離された燃焼ガスがガスダクト
206を経て導かれ、同燃焼ガスによって蒸気を加熱し
過熱蒸気にする。204は上記サイクロン203で分離
され流動材管208を経て送られた流動材により蒸気を
加熱する流動床熱交換器である。
【0021】108aは断熱材であり、上記流動層ボイ
ラの下部の壁部、サイクロン103上方のガスダクト2
06の壁部、及び上記流動床熱交換器204から流動層
ボイラ201に至る通路を覆い、外部への放熱を防止し
ている。また、上記サイクロン103の周壁の上記外壁
水管106の設置部には上記断熱材108aを設けない
ように構成されている。
【0022】107は上記対流熱交換器105の出口側
のガス通路109から分岐されて流動床熱交換器104
に接続される燃焼ガスの循環ラインである。
【0023】上記のように構成された循環式流動層ボイ
ラにおいて、流動層ボイラ101において石炭・石灰・
1次空気、2次空気により燃焼(脱硝を伴なう)して外
面水壁102内の水から蒸気を発生せしめた後の流動材
を含む燃焼ガスは、サイクロン103に入る。
【0024】同サイクロン103内においては流動材を
含む燃焼ガスが回転流となって流動材を分離せしめると
ともに、回転流により石炭と空気の混合が良好となり、
燃え残り分が完全に燃焼し、同サイクロン103の外壁
水管106内の水を加熱して蒸気を発生せしめる。従っ
て上記流動層ボイラ101の外壁水管102及びサイク
ロン103の外壁水管106の2箇所が蒸気発生部とな
るので、流動層ボイラ101の外壁水管102部の高さ
は図2に示される従来のものよりも大幅に低くて済む。
【0025】また、サイクロン103内での後燃えの発
生があっても、これによる発生熱量は外壁水管106の
加熱に使用されるので粗悪油の燃焼が容易に可能とな
る。
【0026】サイクロン103を経た燃焼ガスは、対流
熱交換器105にて蒸気を加熱して、過熱蒸気を発生せ
しめた後、ガス通路109から煙道へと通流されるとと
もに、同ガス通路109で一部が分流されて循環ライン
107を通って流動床熱交換器104に還流され、NO
xの低減がなされる。
【0027】また、上記サイクロン103の内側には必
要最小限の厚さで耐エロージョン材108が貼られてい
るので、サイクロン103の内壁面でのエロージョンの
発生が防止される。
【0028】
【発明の効果】本発明は以上のように構成されており、
本発明によれば、流動層ボイラ及びサイクロンの外壁水
管の2箇所が蒸気発生部となるので、従来のものに較べ
て流動層ボイラの伝熱面積が小さくて済むこととなり、
これによって流動層ボイラの全高が低減され、ボイラの
小形化及びその支持部の簡単化並びにこれらによる低コ
スト化が実現できる。
【0029】また、サイクロン内で後燃えが発生しても
これによって外壁水管内の水を加熱し熱交換するので、
下流側の熱交換器の入口ガス温度の上昇が抑制され、熱
交換器の耐久性が向上するとともに粗悪油の完全燃焼が
可能となる。
【0030】さらにサイクロンの周壁には外壁水管が設
けられ断熱材が不要となるので、断熱材の使用量が低減
され、この面からも低コスト化が実現できる。
【0031】また、特に請求項3のように構成すれば、
燃焼ガスの流動層ボイラ側への還流によりNOxの低減
がなされる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係る循環式流動層ボイラ装
置の構成図。
【図2】従来の流動層ボイラ装置の図1応当図。
【符号の説明】
101 流動層ボイラ 102 外壁水管 103 サイクロン 104 流動床熱交換器 105 対流熱交換器 106 外壁水管 107 循環ライン 108 耐エロージョン材 108a 断熱材

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 外壁水管内の水を加熱して蒸気を発生せ
    しめる流動層ボイラからの燃焼ガスと流動材とを分離す
    るサイクロンを備え、同サイクロンで分離された流動材
    を上記流動層ボイラに還流するように構成された循環式
    流動層ボイラにおいて、 上記サイクロンの周壁に、同サイクロン内の燃焼ガスと
    外壁水管内を通流する水とを熱交換して蒸気を発生せし
    める蒸気発生部が設けられたことを特徴とする循環式流
    動層ボイラ装置。
  2. 【請求項2】 上記サイクロンの周壁の内面を薄い耐エ
    ロージョン材で被覆した請求項1記載の循環式流動層ボ
    イラ装置。
  3. 【請求項3】 上記サイクロンを経た燃焼ガスの一部を
    上記流動層ボイラの入口側へ還流する循環ラインを設け
    てなる請求項1及び2の何れかに記載の循環式流動層ボ
    イラ装置。
JP4720196A 1996-03-05 1996-03-05 循環式流動層ボイラ装置 Withdrawn JPH09243019A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014510249A (ja) * 2011-02-24 2014-04-24 フォスター ホイーラー エナージア オサケ ユキチュア 高温固体流用の2つの外部熱交換器を有する循環流動床ボイラ
JP2015004466A (ja) * 2013-06-20 2015-01-08 株式会社タクマ 循環流動層ボイラ

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US9423122B2 (en) 2011-02-24 2016-08-23 Amec Foster Wheeler Energia Oy Circulating fluidized bed boiler having two external heat exchangers for hot solids flow
JP2015004466A (ja) * 2013-06-20 2015-01-08 株式会社タクマ 循環流動層ボイラ

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Effective date: 20030506