JPH09303715A - 流動層ボイラと流動層燃焼炉 - Google Patents

流動層ボイラと流動層燃焼炉

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JPH09303715A
JPH09303715A JP11615396A JP11615396A JPH09303715A JP H09303715 A JPH09303715 A JP H09303715A JP 11615396 A JP11615396 A JP 11615396A JP 11615396 A JP11615396 A JP 11615396A JP H09303715 A JPH09303715 A JP H09303715A
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芳孝 高橋
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 流動層燃焼炉の燃料搬送装置において、スラ
ンプセル上の固定層の流動媒体を容易に再度流動化させ
て、搬送ノズルを閉塞させないようにすることまたは給
灰管内に流動媒体が逆流するのを防止すること。 【解決手段】 流動層ボイラ25の底部に数個に分割さ
れた風箱27〜29を有し、この風箱27〜29の上側
には空気分散板26を介して流動層21が形成される。
燃料類は複数に分岐して気流搬送する給灰管16の上端
に搬送ノズル20を介して流動層内下部に供給される。
給灰管16の分岐管50、51の先端に搬送ノズル20
を設けるが、その搬送ノズル20の開口部を近接する隣
の風箱27〜29の境界から同じ距離に設置する。こう
して、たとえ固定層が風箱27上に形成されても、その
固定層内の圧力分布はノズル20の開口部での隣接風箱
28上の流動層21からの圧力分布が一様に形成され、
搬送ノズル20の炉幅方向のノズル間で差圧が発生しな
いので、流動媒体が分岐管50、51内に逆流すること
はない。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、流動層ボイラに関
し、特に流動層燃焼装置へ石炭、石灰石などの粉粒体、
ガス状燃料または噴霧状の液体燃料などを気流搬送によ
り供給する燃料類の搬送管の構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図2に従来の流動層燃焼炉の燃料供給系
統の一例として流動層ボイラの飛散灰再循環燃料供給系
統の例を示す。図2において図示していない流動層燃焼
炉より排出された灰を含む燃焼排ガスは煙道101を通
り、集塵器102で未燃分を多く含む灰130が捕集さ
れる。この灰130は灰シュート103から灰中継ホッ
パ104、サービスホッパ入口弁105、サービスホッ
パ106、ロックホッパ入口弁107およびロックホッ
パ108を通り、ロータリフィーダ109で一定量ずつ
送り出される。一方、搬送用空気110はファン111
により昇圧され、流量調整弁112により流量を制御さ
れる。その流量は流量計113で測定される。
【0003】また、前記ロータリフィーダ109からの
灰130は空気により搬送され、給灰母管114を通
り、分配器115で多数の給灰管116に分岐される。
各給灰管116はさらに2つに分岐された後、搬送ノズ
ル120から流動層ボイラ125内の流動層121内へ
供給される。
【0004】流動層ボイラ125の炉幅方向は、複数の
風箱127、128および129によって仕切られ、そ
れぞれには流動化空気調整弁124を介して流動化空気
123を供給できる。流動層121内には伝熱管122
および空気分散板126が設置され、搬送ノズル120
は空気分散板126より上部に位置する。
【0005】上記した従来技術において、部分負荷運用
時には、複数の風箱(セル)127、128および12
9内に供給する流動化空気の一部を調整すると同時に、
各風箱127、128および129に供給する灰および
燃料の一部を停止する方法で行われる。例えば、風箱1
27、128および129ごとに供給する空気および燃
料を停止する際には、それぞれの風箱127〜129に
対応して設けられた流動化空気流量調整弁124を閉と
し、流動化空気123を遮断し、同時に流量調整弁11
2を閉とし、搬送空気110を遮断する。これらの操作
が行われた風箱127、128および129内の流動層
は固定層の状態になり、流動層温度が低下し、伝熱管1
22による熱吸収量が低下してボイラの負荷を調整する
ことができる。
【0006】これら従来の給灰装置に用いられる搬送ノ
ズル120は、一般に図3に示すように垂直部の搬送管
131と、その上端部に接続した水平部の搬送管132
が水平に十字状または一文字状に分岐した形状を有し、
常時開口している。搬送ノズル120の開口部の形状は
角型もしくは丸型が採用される。開口部の径の長さは、
通常10mm〜20mmであり、搬送ノズル120から
の搬送空気110の流速は15〜25m/sで運用され
る。搬送ノズル120の開口部には、特に逆止弁に相当
するものは設置されない。これは、流動層121内が8
50℃以上の高温であることおよび粉体の移送に伴いエ
ロージョンが発生することに耐えられる耐熱性および耐
エロージョン性の逆止弁を用いることはコスト高になる
ためである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】通常、流動層燃焼炉で
は運転状態において、流動層を形成する流動媒体が水の
沸騰現象と同様な状態で流動層内で動揺し、かつ燃料の
燃焼を持続するために850℃以上の高温に保持されて
いる。ここで給灰管116および搬送ノズル120外面
は流動層121内に設置されるため、常にこの高温の流
動媒体に接触しており、特に搬送ノズル120の外面は
流動媒体の温度に近い高温になっている。
【0008】流動層121内では、流動媒体が分散板1
26から供給された燃焼用空気により沸騰状態のように
流動層121内で浮遊し、かつ空気は気泡を生成しなが
ら流動層121内を上昇し、流動層121上部に達した
気泡は破裂する。この気泡の発生、破裂に伴い流動層1
21内の圧力は変動を繰り返す。このとき搬送ノズル1
20は流動層121の下部に位置することから、ほぼ流
動層121全体の圧力変動を受けるが、流動層121の
下部に位置にすることから、ほぼ流動層121内の圧力
は変動を繰り返す。
【0009】このとき、搬送ノズル120は流動層12
1の下部に位置することから、ほぼ流動層121全体の
圧力変動を受けるが、流動層121が流動している状態
では、前記ノズル120部での前記搬送空気の流速の範
囲で調整することによって流動媒体の逆流を防止するこ
とができる。しかし、部分負荷運用時には停止した風箱
(セル)127、128および129内の搬送ノズル1
20から給灰管116内に流動媒体が逆流する問題があ
る。
【0010】図4には垂直部搬送管131と水平部搬送
管132を介して給灰管116内に分散板126上の流
動媒体が逆流し、給灰管116内に充満した様子を示
す。この場合、図2に示すように各給灰管116に設け
たパージ遮断弁117、パージ空気弁118を用いて給
灰管116内の流動媒体をパージする手段がとられる。
すなわち、給灰管116内に逆流した流動媒体をパージ
するためパージ遮断弁117を閉とし、パージ遮断弁1
17より下流側の給灰管116に接続された配管119
にパージ空気弁118を開として、パージ空気を流動層
121内へ押し戻す方向に流入させるが、セル内の流動
媒体は停止した状態で、さらに固定層の状態であるため
抵抗が大きく、容易に詰まりをパージできなくなる。
【0011】また、セル127、128および129の
中の停止したセル(以下スランプセルと称す)内に存在
する流動媒体を流動化させても給灰管116内の流動媒
体の閉塞状況によってはパージができない場合があり、
給灰管116内の閉塞を起こすことになる。閉塞した搬
送ノズル120からの灰流量を補うために他の搬送ノズ
ル120での搬送空気の流速および灰流量を増加させた
運転を行う。この操作は暫定的なものであり、固気比が
増加し、搬送に必要な運送空気圧力が増加し、最終的に
は灰を搬送できなくなり、流動層燃焼炉を停止すること
になる。
【0012】本発明の課題は流動層燃焼炉の燃料搬送装
置において、スランプセル上の固定層の流動媒体を容易
に再度流動化させて、搬送ノズルを閉塞させないように
することである。また、本発明の課題は流動層燃焼炉の
燃料搬送装置において、スランプセル上の固定層から給
灰管116内に流動媒体が逆流するのを防止することで
ある。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明の上記課題は次の
構成によって達成される。すなわち、底部に数個に分割
された風箱を有し、この風箱の上側に空気分散板を介し
て流動層を形成し、該流動層に燃料類を気流搬送する搬
送管を設け、該搬送管の先端に搬送ノズルを設けた流動
層ボイラにおいて、各搬送管は2以上に分岐されて、そ
の先端の搬送ノズルは流動層内に配置され、該分岐され
た搬送管の先端の搬送ノズルの2以上の開口部を近接す
る隣の風箱の境界から同じ距離に設置した燃料搬送管構
造を有する流動層ボイラ、および前記流動層ボイラを備
えた流動層燃焼炉である。
【0014】スランプセルにおいて多量の流動媒体が給
灰管および搬送ノズル内に漏れる原因について鋭意検討
した結果、図5に示すように搬送ノズル120近傍と給
灰管116内の差圧(ΔΡ=固定層圧力−給灰管内圧
力)が僅かにでも発生すると、固定化した流動層(固定
層)121aから給灰管116内に流動媒体が逆流する
ことが明らかになった。すなわち、固定層121aから
給灰管116に少量の空気が流れると流動媒体は固定層
121aから給灰管116に逆流することになる。この
ような現象が従来の給灰管116を分岐してその分岐管
の先端に搬送ノズル120を設けた配置の場合に起きて
いることが明らかになった。
【0015】図6にスランプセル121’発生時の流動
層121内の圧力分布特性を示す。流動層ボイラ125
内の風箱は仕切り132により風箱127、128に区
画されており、風箱128上の媒体などが流動化してい
る流動層121では層高さ方向にAからEに示すよう
に、一様な圧力分布が形成されるが、風箱127上のス
ランプセル121’内では流動層が形成されている流動
セル121の近くで圧力が高く、流動セル121から炉
幅方向(図の右側方向)に離れるにつれて圧力は低下す
る。したがって、給灰管116からの分岐管116a、
116bに接続される搬送ノズル120a、120bの
炉幅方向のノズル間で差圧が発生し、図中の矢印Aの方
向である搬送ノズル120aから給灰管116aおよび
給灰管116bを経由して搬送ノズル120bに空気流
れが発生すると同時に流動媒体が流れていることが明ら
かになった。
【0016】また、スランプセル121’内は固定層の
状態であるが、流動している隣りのセル121から空気
分散板126を経由して流れ込む空気により粒子同士が
非常に緩んだ状態にあることも流動媒体の逆流を助長す
る結果になっている。
【0017】
【発明の実施の形態】本発明の一実施例を図1により説
明する。流動層燃焼炉(図示せず)より排出された灰を
含む燃焼排ガスは、煙道1を通り集塵器2により未燃分
を多く含む灰30が捕集される。この灰30を灰シュー
ト3を通り、灰中継ホッパ4、サービスホッパ入口弁
5、サービスホッパ6、ロックホッパ入口弁7およびロ
ックホッパ8を通り、ロータリフィーダ9により一定流
量ずつ切り出される。一方、搬送用空気10は空気ファ
ン11により昇圧され空気流量調整弁12にて流量を制
御され、ロータリフィーダ9から切り出される灰30と
合流する。空気流量の計測は流量計13により行われ
る。
【0018】搬送される灰30は給灰母管14を通り、
さらに分配器15で多数に分岐されて複数の給灰管16
を通り、さらに各々の給灰管16から2つに分岐された
分岐管50と51を経由して、各分岐管50、51先端
の搬送ノズル20からボイラ25内の流動層21内へ供
給される。
【0019】流動層ボイラ25の炉幅方向は、複数の風
箱27、28および29(風箱はこの三つに限定されな
い。)によって仕切られ、それぞれの風箱27〜29に
対応して設けられた流動化空気調整弁24を介して流動
化空気23を供給できる。流動層21内には伝熱管22
および空気分散板26が設置され、搬送ノズル20は空
気分散板26より上部に位置する。
【0020】本発明では給灰管16から2分岐された分
岐管50および51は近接する隣りの流動している風箱
(風箱27〜29のいずれか)の境界から同じ距離に設
置される。分岐管50および51は炉奥行き方向に数十
本設置され、その末端には搬送ノズル20がそれぞれ設
置されている。
【0021】本発明では部分負荷運用時には、従来法と
同じように複数の風箱(セル)27、28および29内
に供給する流動化空気23の一部を調整すると同時に、
各風箱27、28および29に供給する灰および燃料の
一部を停止する方法で行われる。例えば、風箱27に供
給する空気および燃料を停止する際には、風箱27用の
流動化空気流量調整弁24を閉とし、流動化空気23の
導入を遮断し、同時に流量調整弁12を閉とし、搬送空
気10を遮断する。これらの操作が行われた風箱27内
の空気および燃料の供給が停止された流動層21は固定
層の状態になり、流動層温度が低下し、伝熱管22によ
る熱吸収量が低下してボイラ25の負荷を調整すること
ができる。
【0022】このとき、風箱27内の分岐管50および
51の先端の搬送ノズル20は近接する隣りの流動して
いる風箱(風箱28〜29のいずれか)の境界から同じ
距離に設置されるているので、図6で説明したように風
箱27上の固定層は隣接する流動層21から空気分散板
26を経由して空気が流れ込むようなことはなく、空気
搬送ノズル20の炉幅方向のノズル間で差圧が発生する
ことも防ぐことができ、分岐管50および51を経由す
る流動媒体の逆流を防止することができる。
【0023】なお、図1において、各給灰管16に設け
たパージ遮断弁17、パージ空気弁18、配管19を用
いて給灰管16内の流動媒体をパージする手段がとられ
ることは図2に説明したものと同様である。
【0024】
【発明の効果】本発明によれば、流動媒体が搬送ノズル
内に混入することがなく、搬送ノズル内で灰および流動
媒体が固着して閉塞を起こすことがあるため、信頼性の
ある流動層ボイラシステムを提供できる。また、本発明
に係わる設備コストは従来と全く変わらない。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施例を燃料類搬送システムの系統
の説明図である。
【図2】 従来技術の燃料類搬送システムの系統の説明
図である。
【図3】 搬送ノズル構造の平面の説明図である。
【図4】 流動媒体の漏れの様子を示す説明図である。
【図5】 固定層における流動媒体の漏れを示す説明図
である。
【図6】 負荷変化時の層内の圧力分布を示す説明図で
ある。
【符号の説明】
1 煙道 2 集塵器 3 灰シュート 4 灰中継ホッパ 5 サービスホッパ入口弁 6 サービスホッパ 7 ロックホッパ入口弁 8 ロックホッパ 9 ロータリフィーダ 10 搬送用空気 11 空気ファン 12 空気流量調整
弁 13 流量計 14 給灰母管 15 分配器 16 給灰管 17 パージ遮断弁 18 パージ空気弁 18 パージ空気用配管 20 搬送ノズル 21 流動層 22 伝熱管 23 流動化空気 24 流動化空気調
整弁 25 流動層ボイラ 26 空気分散板 27、28、29 風箱 30 灰 50、51 分岐管

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 底部に数個に分割された風箱を有し、こ
    の風箱の上側に空気分散板を介して流動層を形成し、該
    流動層に燃料類を気流搬送する搬送管を設け、該搬送管
    の先端に搬送ノズルを設けた流動層ボイラにおいて、 各搬送管は2以上に分岐されて、その先端の搬送ノズル
    は流動層内に配置され、該分岐された搬送管の先端の搬
    送ノズルの2以上の開口部を近接する隣の風箱の境界か
    ら同じ距離に設置した燃料搬送管構造を有することを特
    徴とする流動層ボイラ。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の流動層ボイラを備えたこ
    とを特徴とする流動層燃焼炉。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102980178A (zh) * 2011-09-05 2013-03-20 华北电力科学研究院有限责任公司 一种循环流化床锅炉水冷壁气膜防磨装置、方法及锅炉
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