JPH09847A - 粉体冷却輸送方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 加圧容器内（３１）の高温ダストを冷却装置
（３６）付きの搬送管（３５）を経て搬送ガスによりダ
スト捕集器（３９）へ搬送し、同ダスト捕集器（３９）
でダストと搬送ガスを分離する方法において、搬送ダス
ト量、固気比、冷却後のダスト温度および搬送管内流速
を所定の運転条件に制御して、適正なダストの搬送・冷
却を行なわせること。 【解決手段】 加圧容器（３１）内に堆積したダストの
上面レベルの時間当りの変化量（３３）と、冷却媒体の
出入口の温度差（３９ａ）と冷却媒体量から演算される
伝熱量と、ダスト搬送管出口のダスト温度（３９ｂ）
と、加圧容器・ダスト捕集器間の圧力差（４１）とを検
出、または算出して、それら変化量あるいは絶対値がそ
れぞれ所定値になるように、搬送ガス供給量、冷却媒体
流量、ダスト搬送管出口開口面積、ダスト捕集器内圧力
を調節する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、加圧流動床ボイラ
のダスト捕集装置などの下部容器に堆積した高温ダスト
を、容器内圧力を利用するか、あるいは別途加圧して圧
送冷却し、取扱い容易な温度と圧力（大気圧）にして取
出す粉体冷却搬送方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図９は従来の加圧流動床ボイラの一例を
示す図である。この図において、圧力が例えば１０〜２
０kg／cm² ｇに加圧された燃焼炉１１内には一定粒子径
の流動材１２が予め投入されている。また送風機１４か
らは、送風管１５、プレナムチャンバー１６、多孔板１
７を経て燃焼炉１１に燃焼用空気が送気され、流動床を
形成する。そして加熱媒体が流れている伝熱管１３など
がこの流動床内に挿入装着されている。

【０００３】一方図示されていない供給設備から送られ
た油燃料等と空気を高温ガス発生炉１８で燃焼させ、発
生した高温ガスを前記同様プレナムチャンバー１６へ送
る。これによって流動材１２を石炭等燃料の発火温度以
上に加熱した後、石炭等の固体燃料を燃料貯蔵ホッパ１
９ａから供給機１９ｂ、供給管１９ｃを経て流動材１２
内に供給すると自燃開始する。そうすると流動材１２が
更に高温に加熱されるので高温ガス発生炉１８から高温
ガスを供給するのを止める。この状態で燃料の発熱量と
伝熱管１３の吸熱量を調整することにより、流動材は常
に一定の適正温度に維持される。

【０００４】燃焼後の石炭等中の灰分や微細な流動材等
ダストの一部は、キャリオーバして燃焼排ガスとともに
排ガスダクト２０経由ダスト捕集装置２１に至り、ここ
で捕集される。清浄となったガスは、図示されていない
ガスタービンを駆動したり、あるいは熱交換器で熱回収
・減圧されたりした後、系外へ排出される。

【０００５】一方、ダスト捕集装置２１で捕集されて下
部のホッパに堆積したダストは系外に取出す必要がある
が、ダストの環境が高圧高温であるから、従来の弁類に
は耐熱上、シール機構上適正なものがなく、この容器内
で冷却媒体と接触させるなどして冷却後、系外へ取出す
ことになる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前記従来の加圧流動床
ボイラ等には次のような解決すべき課題があった。すな
わち、捕集されたダストはダスト捕集装置の下部ホッパ
に堆積し、連続または間欠的に適切な流量で他の容器に
搬送し、系外へ排出する必要がある。しかし、ダストの
環境は高圧高温であり、しかもダスト抜出し後のダスト
の混入した状態であるから、このような状態のガスを完
全シールできる市販の弁は皆無の状況にある。また燃焼
炉内が常圧の流動床ボイラにおいても、ダストの温度は
加圧流動床ボイラと同じく高温であるから、系外へ抜き
出すには予め冷却することが不可欠である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者は、前記従来の
課題を解決するために、加圧容器内の高温粉体を冷却装
置付きの搬送管を経て搬送ガスにより粉体捕集器へ搬送
し、同粉体捕集器で粉体と搬送ガスを分離する方法にお
いて、上記加圧容器内の高温粉体の上面レベルの変化割
合に基づいて上記搬送ガスの供給管に設けられた流量制
御弁を制御し、上記冷却装置の冷却媒体の出入口温度差
と流量に基づいて同冷却媒体の供給管に設けられた流量
制御弁を制御するとともに、上記搬送管の出口の搬送ガ
ス温度に基づいて同搬送管の出口開口面積を制御し、更
に上記加圧容器と上記粉体捕集器の圧力差に基づいて同
粉体捕集器に設けられた減圧放出制御弁を制御すること
を特徴とする粉体冷却輸送方法を提案するものである。

【０００８】本発明は前記構成を有し、加圧容器内の高
温粉体の上面レベルの変化割合に基づいて搬送ガスの供
給管に設けられた流量制御弁を制御するので、粉体量に
対する搬送ガス量、すなわち固気比を所定の範囲に調整
することができる。

【０００９】また、搬送管に設けられた冷却装置の冷却
媒体の出入口温度差と流量に基づいて同冷却媒体の供給
管に設けられた流量制御弁を制御するので、適正な冷却
を行なうことができる。

【００１０】更に搬送管の出口の搬送ガス温度に基づい
て同搬送管の出口開口面積を制御するので、搬送ダスト
量を調整することができる。

【００１１】加えて、加圧容器と粉体捕集器の圧力差に
基づいて同粉体捕集器に設けられた減圧放出制御弁を制
御するので、搬送管内の流速を調整することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】

（１） 本発明の実施の第１形態を図１と図２により説
明する。

【００１３】図１において、ダスト捕集装置の下部容器
３１に、捕集されたダスト３２が堆積している。ダスト
上面と下部の圧力差から堆積ダスト高さを検知するレベ
ル計３３が装着されている。この代りに垂直方向に複数
個のレベル計を一定間隔毎に装着してもよい。

【００１４】堆積ダストの下部には、ダスト搬送管３５
の吸引口３４が開口している。この吸引口３４の近傍に
は、搬送ガスを供給するガス供給管３７ａが開口してお
り、このガス供給管３７ａには流量制御弁３７ｃが設け
られている。更にダスト搬送管３５にもガス供給管３７
ｂが連通している。

【００１５】ダスト搬送管３５の外周部には、冷却媒体
が流れる冷却管３６が設けられ、この冷却管３６には冷
却媒体を供給する媒体供給管３８ａと媒体出口管３８ｂ
が接続されている。そして上記媒体供給管３８ａには流
量制御装置３８ｃが設けられている。また媒体供給管３
８ａと媒体出口管３８ｂの温度差を検出する温度差検出
器３９ａが設けられる。

【００１６】前記ダスト搬送管３５の下流端は、例えば
バグフィルタ方式の付帯ダスト捕集器３９内に開口して
おり、搬送されたダストはこの付帯ダスト捕集器３９に
よって搬送ガスと分離されるようになっている。この付
帯ダスト捕集器３９には搬送ガスを減圧放出する減圧放
出制御弁４０が設けられている。上記ダスト搬送管３５
の出口開口部には、開口面積を調整できる開口面積調整
装置４２ｂと電動機等の駆動装置４２ａが設けられてい
る。またダスト搬送管３５の出口温度を検出する温度計
３９ｂおよび前記下部容器３１と付帯ダスト捕集器３９
との圧力差を検出する差圧計４１が設けられる。

【００１７】上記開口面積調整装置４２ｂの詳細構造の
一例が図２に示されているが、図１と同じ部分について
は同一符号を付け詳しい説明は省く。図２において、電
動機４２ａによってギヤロッド５１が回転し、ピニオン
ギヤ５２とともに開口面積調整装置４２ｂがＡ−Ａ方向
に移動して搬送管３５の開口部面積が変わる。なお開口
面積調整装置４２ｂは耐摩耗材で作られており、また電
動機４２ａ、ギヤロッド５１およびピニオンギヤ５２
は、それぞれ固定材５３ａ、５３ｂ、５３ｃによって接
合、固定されている。

【００１８】上記のような装置において、加圧されたダ
スト捕集装置の下部容器３１内の圧力を利用するととも
に、別途所定の加圧ガスをガス供給管３７ａ、３７ｂか
ら供給し、ダスト搬送管３５内を固気比（搬送ダスト量
と搬送ガスとの重量比）の高い状態で、下部容器３１内
に堆積したダストを付帯ダスト捕集器３９へ、連続的ま
たは間欠的に搬送する。それと同時に媒体供給管３８ａ
から冷却管３６へ冷却媒体を供給し、ダスト搬送管３５
を外から冷却する。

【００１９】こうして冷却・搬送されたダストを付帯ダ
スト捕集器３９において搬送ガスと分離し、同付帯ダス
ト捕集器３９の下部にダスト３９ｃを一旦堆積させる。
次に遮断弁４５ｂを開き、加圧ガス供給装置４５ａから
供給管４５ｃを経て小容器４４内に加圧ガスを供給し、
同小容器４４内を上方の付帯ダスト捕集器３９内の圧力
と同一にした後、遮断弁４５ｂを閉じ弁４３を開くと、
堆積ダスト３９ｃは小容器４４内へ落下して貯蔵され
る。そこで弁４３を閉じ更に放出弁４６を開いて小容器
４４内を大気圧とした後、小容器４４内のダストをダス
ト抜出し器４７を経て系外へ払出す。

【００２０】ダスト搬送管内の圧損は、固気比が大ある
いは流速が大になるにしたがって増大するので、ある固
気比あるいはある流速範囲に制御することが望ましい。
そこで本形態では、下部容器３１内の堆積ダスト３２の
上面レベルの下降割合（時間当りの変化量）をレベル計
３３で検出し、その検出値に基づいて流量制御弁３７ｃ
を制御することにより、ダスト量に対する搬送ガス量を
制御し、固気比を一定に調整する。

【００２１】また、冷却管３６の入口と出口の冷却媒体
の温度差を温度差計３９ａで検出し、この検出値と冷却
媒体量から演算される伝熱量に基づいて流量制御弁３８
ｃを制御することにより、適正な冷却を行なう。更にダ
スト搬送管３５の出口温度を温度計３９ｂで検出し、そ
の検出値に基づいて電動機４２ａを介し開口面積調整装
置４２ｂを制御することによって、搬送ダスト量を調整
する。加えて、下部容器３１と付帯ダスト捕集器３９と
の間の圧損（圧力差）を差圧計４１で検出し、その検出
値に基づいて減圧放出制御弁４０を制御することによ
り、ダスト搬送管３５内の流速を調整する。

【００２２】上記のように、搬送ダスト量、固気比、冷
却後のダスト温度および搬送管内流速を所定の運転条件
に制御することにより、適正なダストの搬送、冷却を行
なうことができる。そして、いずれかの検出項目に変動
が発生したとしても、相乗効果によって運転状況は収束
し、所定の搬送・冷却性能を維持することができる。 （２） 本発明の実施の第２形態を図３と図４により説
明する。

【００２３】容器３１から容器５８へダスト搬送管３５
が接続される。搬送管３５には冷却管３６が設けられ、
流量制御装置（制御弁）３８ｃを持つ媒体供給管３８ａ
と出口管３８ｂがつながれている。また両管３８ａ、３
８ｂ間には温度差検出器３９ａが設けられている。

【００２４】容器３１は流量制御弁３７ｃを介して圧力
源につながれている。また容器５８には減圧放出制御弁
４０が設けられている。

【００２５】搬送管３５の容器５８内の出口端に対向し
て、開口面積調整装置４２ｃが取付けられている。開口
面積調整装置４２ｃは電動機４２ａに連結している。ま
たこの装置４２ｃには温度計５４が取付けられている。
搬送管３５の入口部と容器５８間には差圧計４１が設け
られる。さらに入口部には温度計５９が取付けられる。

【００２６】開口面積調整装置４２ｃ部は図４に示すよ
うになっている。搬送管３５の出口端に対向して、中央
部が凹の円板６２が電動機４２ａにより搬送管３５の軸
方向移動可能に設けられている。円板６２の前面は硬度
が高く、耐磨耗性のよい耐摩耗材料６３で覆われてい
る。

【００２７】容器３１のレベル計３３ａ、容器５８のレ
ベル計３３ｂ、流量制御弁３７ｃ、温度計５９、差圧計
４１、流量制御装置３８ｃ、温度差検出器３９ａ、減圧
放出制御弁４０、電動機４２ａおよび温度計５４はネッ
トワーク５６を介してコンピュータ５７につながれてい
る。図中６０はバス、６１は他のネットワークである。

【００２８】以上の装置において、ダスト３２は流量制
御弁３７ｃからの加圧ガスにより、搬送管３５中を移送
され容器５８へ送られる。それと同時に媒体供給管３８
ａの冷却媒体により冷却管３６で搬送管３５を介して冷
却される。また容器５８内ではダストとガスが分離さ
れ、ダストは堆積ダスト３９ｃとなる。堆積ダスト３
２、３９ｃの上面レベルをレベル計３３ａ、３３ｂで検
出し、コンピュータ５７に送る。コンピュータは堆積ダ
スト３２の上面レベルの下降割合等から、流量制御弁３
７ｃを制御して、搬送管３５の固気比を一定に調整す
る。

【００２９】冷却管３６の冷却媒体の出入口の温度差を
温度差検出器３９ａで検出し、コンピュータ５７に送
る。コンピュータ５７は、この温度差等から流量制御弁
３８ｃを制御し、適切な冷却をする。また温度計５４、
５９の出力をコンピュータ５７に送る。コンピュータ５
７はこれらの温度等から電動機４２ａを制御し、開口面
積制御装置４２を調節して、搬送ダスト量を調節する。
さらに差圧計４１の出力をコンピュータ５７に送る。コ
ンピュータ５７はこの差圧等から減圧放出制御弁４０を
制御し、搬送管３５内の流速を制御する。

【００３０】またコンピュータ５７は、各入力からダス
トの搬送管を刻々測量する。 （３） 本発明の実施の第３形態を図５に示す。本形態
は上記第２形態の電動機４２ａおよび開口面積調整装置
４２ｃの円板６２（図４参照）を搬送管３５の出口端面
に平行に移動可能なように配置したものである。作用、
効果は第２形態とほぼ同様である。 （４） 本発明の実施の第４形態を図６に示す。本形態
は上記第２形態の冷却管３６の近くに電気駆動の冷却装
置および電力計６４を配置し、ネットワーク５６を介し
てコンピュータ５７につないだものである。そしてコン
ピュータ５７は電力計の出力等を入力し、冷却装置の冷
却能力を調節する。他の作用、効果は第２形態とほぼ同
様である。 （５） 本発明の実施の第５形態を図７に示す。本形態
は上記第１形態〜第４形態において、搬送側の容器を複
数の容器３１−１〜３１−ｎとし、それぞれに搬送管３
５−１〜３５−ｎを設けたものである。

【００３１】このようにして、各容器３１−１〜３１−
ｎから、所定のプログラムで、ダスト（粒体）を搬送で
きる。 （６） 本発明の実施の第６形態を図８に示す。本形態
は上記第１形態〜第４形態において、受側の容器を複数
の容器５８−１〜５８−ｎとし、それぞれに搬送管３５
−１〜３５−ｎを設けたものである。

【００３２】このようにして、各容器５８−１〜５８−
ｎに、所定のプログラムで、ダスト（粒体）を搬送でき
る。

【００３３】

【発明の効果】本発明方法においては、加圧容器内の粉
体レベル、搬送管冷却装置出入口の冷却媒体の温度差、
搬送管の出口温度および加圧容器と粉体捕集器の圧力差
を連続的に検出することによって、ダスト搬送量、固気
比、流速および冷却後のダスト温度が所定の範囲となる
ように、容易かつ連続または間欠的に運転できる。した
がって、加圧下かつ高温のダストが所定温度まで冷却さ
れ、その結果、市販の弁等機器を使用した既存の減圧方
法で減圧後、系外へダストを払出すことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の実施の第１形態の構成系統図で
ある。

【図２】同第１形態の開口面積調整装置部の詳細図であ
る。

【図３】本発明の第２形態の全体構成系統図である。

【図４】同第２形態の開口面積調整装置部の詳細図であ
る。

【図５】本発明の第３形態の全体構成系統図である。

【図６】本発明の第４形態の全体構成系統図である。

【図７】本発明の第５形態の全体構成系統図である。

【図８】本発明の第６形態の全体構成系統図である。

【図９】従来例の構成系統図である。

【符号の説明】

１１ 燃焼炉 １２ 流動材 １３ 伝熱管 １４ 送風機 １５ 送風管 １６ プレナムチャンバー １７ 多孔板 １８ 高圧ガス発生炉 １９ａ 燃料貯蔵ホッパ １９ｂ 供給機 １９ｃ 供給管 ２０ 排ガスダクト ２１ ダスト捕集装置 ３１ 下部容器、容器 ３２ ダスト ３３、３３ａ、３３ｂ レベル計 ３４ 吸引口 ３５ ダスト搬送管 ３６ 冷却管 ３７ａ、３７ｂ ガス供給管 ３７ｃ 流量制御弁 ３８ａ 媒体供給管 ３８ｂ 媒体出口管 ３８ｃ 流量制御装置 ３９ 付帯ダスト捕集器 ３９ａ 温度差検出器 ３９ｂ 温度計 ３９ｃ 堆積ダスト ４０ 減圧放出制御弁 ４１ 差圧計 ４２ａ 電動機 ４２ｂ、４２ｃ 開口面積調整装置 ４３ 弁 ４４ 小容器 ４５ａ 加圧ガス供給装置 ４５ｂ 遮断弁 ４５ｃ 供給管 ４６ 放出弁 ４７ ダスト抜出し器 ５１ ギヤロッド ５２ ピニオンギヤ ５３ａ、５３ｂ、５３ｃ 固定材 ５４、５９ 温度計 ５６、６１ ネットワーク ５７ コンピュータ ５８ 容器 ６０ バス ６２ 円板 ６３ 耐摩耗材 ６４ 冷却装置および電力計

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 将口 和夫 長崎市深堀町５丁目717番１号 三菱重工 業株式会社長崎研究所内 (72)発明者 石神 重泰 長崎市飽の浦町１番１号 三菱重工業株式 会社長崎造船所内 (72)発明者 天野 一朗 長崎市飽の浦町１番１号 三菱重工業株式 会社長崎造船所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加圧容器内の高温粉体を冷却装置付きの
   搬送管を経て搬送ガスにより粉体捕集器へ搬送し、同粉
   体捕集器で粉体と搬送ガスを分離する方法において、上
   記加圧容器内の高温粉体の上面レベルの変化割合に基づ
   いて上記搬送ガスの供給管に設けられた流量制御弁を制
   御し、上記冷却装置の冷却媒体の出入口温度差と流量に
   基づいて同冷却媒体の供給管に設けられた流量制御弁を
   制御するとともに、上記搬送管の出口の搬送ガス温度に
   基づいて同搬送管の出口開口面積を制御し、更に上記加
   圧容器と上記粉体捕集器の圧力差に基づいて同粉体捕集
   器に設けられた減圧放出制御弁を制御することを特徴と
   する粉体冷却輸送方法。