JPH10160117A - 加圧流動層ボイラの灰輸送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プラント効率を余り落とさずに灰を搬出させ
得るようにする。 【解決手段】 圧力容器３６の中に設けられた流動層ボ
イラ３７のサイクロン５５下部に、灰落下用弁６３を介
して灰容器６４を接続し、灰容器６４に空気圧縮機６６
と空気供給用弁６７を備えて圧力容器３６内の加圧空気
３８を高圧化して灰容器６４へ供給可能な空気供給流路
６８を接続し、灰容器６４の下端に灰輸送用弁６９を備
えて灰５６を外部へ輸送可能な灰輸送管６１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、加圧流動層ボイラ
の灰輸送装置に関するものである。より詳しくは、プラ
ント効率を余り落とさずに灰を搬出させ得るようにした
加圧流動層ボイラの灰輸送装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】加圧流動層ボイラの一例を図２を用いて
説明する。

【０００３】内部を加圧状態とされた圧力容器１の中に
は、流動層ボイラ２が設けられている。該流動層ボイラ
２内の下部には図中左右方向へ延びて上方へ加圧空気３
を噴出するようにした散気管４が前後に複数段並設され
ており、該散気管４は、上方へ延びて上部に空気取入口
５を有する空気導管６を介して圧力容器１上部の高温の
加圧空気３を取入れるようになっている。

【０００４】流動層ボイラ２内における散気管４の上部
には石炭粒或いは石炭スラリ等の燃料７を供給する燃料
供給管８と、水９を通すようにした伝熱管１０とが配設
されると共に、燃料供給管８や伝熱管１０の上部に達し
且つ負荷に応じた所定のレベルとなるまで石灰石等の脱
硫材や砂等を混合したベッド材１１が装入されており、
外部のコンプレッサ１２によって圧力容器１内へ供給さ
れた加圧空気３は前記空気導管６を介して散気管４に取
入れられて散気管４から上方へと噴射させられ、ベッド
材１１を流動させて流動層１３を形成させるようになっ
ている。これにより、前記燃料供給管８から供給された
燃料７は流動層１３の中で撹拌されて効率良く燃焼され
ることとなり、又、流動層１３の内部に配設された伝熱
管１０の内部を流れる水９は効率良く加熱されて蒸気１
４が発生されるようになっている。

【０００５】この時、流動層ボイラ２内で燃焼によって
生じた灰やベッド材１１の一部は、散気管４の間から、
流動層ボイラ２の下側に設けられた灰出し用のホッパー
１５へ落下し、ホッパー１５から下部の灰切出管１６を
介して外部へ取出されるようになっている。

【０００６】又、流動層ボイラ２の上部には、発生した
高温高圧の排ガス１７を排出するための導出管１８及び
複数（例えば７本、図では２本のみ示されている）の分
岐ダクト１９が接続されており、各分岐ダクト１９に
は、それぞれサイクロン２０が一つずつ接続されてお
り、サイクロン２０で前記排ガス１７に同伴されて上昇
してきた灰２１を分離するようになっている。

【０００７】サイクロン２０の上部から出た、灰２１を
分離された排ガス１７は、排ガス管２２を介して圧力容
器１の外部に設けられたガスタービン２３へ送られ、該
ガスタービン２３を駆動する。ガスタービン２３は前述
したコンプレッサ１２を駆動して圧力容器１内へ加圧空
気３を供給すると共に、コンプレッサ１２を駆動した余
剰の動力でガスタービン発電機２４を駆動して発電を行
わせるようになっている。

【０００８】一方、前記サイクロン２０の下部には、分
離した灰２１を外部へ輸送する灰輸送管２５が接続され
ている。

【０００９】該灰輸送管２５は、各サイクロン２０の下
端に対しその上流側の端部を接続され、前記空気導管６
の途中に設けられた灰クーラ２７へ入って、加圧空気３
と熱交換を行って灰２１を冷却させた後、前記圧力容器
１の外部へと灰２１を導出させるようになっている。そ
して、サイクロン２０の下端と灰輸送管２５上流側の端
部との接続部は、ボトム部２８と呼ばれる構造とされて
いる。

【００１０】上記ボトム部２８は、図３に示すように、
サイクロン２０の下端部に形成したフランジ３０に、空
気吸引ノズル３１を有するフランジ３２をボルト３３を
用いて取付け、内に空気吸引ノズル３１の上端部に対向
するようサクションノズル部３４を配設した構造を有し
ており、サクションノズル部３４が水平に曲げられてサ
イクロン２０の下端部を貫通し、灰クーラ２７へと導か
れている。

【００１１】尚、３５は空気吸引ノズル３１内に設けら
れたオリフィスである。

【００１２】そして、サイクロン２０で分離された灰２
１が落下してその下端へ達すると、空気吸引ノズル３１
から常時吸引される圧力容器１内の加圧空気３によって
サクションノズル部３４へ吹込まれ、灰クーラ２７を介
して外部へ搬送されるようになっている。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の加圧流動層ボイラの灰輸送装置には、以下のような
問題があった。

【００１４】即ち、灰輸送管２５のボトム部２８におけ
る灰２１の輸送は、空気吸引ノズル３１から常時吸引さ
れる圧力容器１内の加圧空気３によって連続的に行われ
る希薄輸送方式であるため、燃焼のために加圧している
圧力容器１内の加圧空気３を灰２１の輸送という別の用
途に多量に流用することとなり、その分、プラント効率
が低下されることとなる。

【００１５】本発明は、上述の実情に鑑み、プラント効
率を余り落とさずに灰を搬出させ得るようにした加圧流
動層ボイラの灰輸送装置を提供することを目的とするも
のである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は、圧力容器３６
の中に設けられた流動層ボイラ３７のサイクロン５５下
部に、灰落下用弁６３を介して灰容器６４を接続し、灰
容器６４に空気圧縮機６６と空気供給用弁６７を備えて
圧力容器３６内の加圧空気３８を高圧化して灰容器６４
へ供給可能な空気供給流路６８を接続し、灰容器６４の
下端に灰輸送用弁６９を備えて灰５６を外部へ輸送可能
な灰輸送管６１を接続したことを特徴とする加圧流動層
ボイラの灰輸送装置にかかるものである。

【００１７】この場合において、空気供給流路６８の空
気圧縮機６６入側に空気冷却器６５を設けるようにして
も良い。

【００１８】更に、サイクロン５５と灰落下用弁６３と
の間に灰クーラ７０を設置するようにしても良い。

【００１９】上記手段によれば、以下のような作用が得
られる。

【００２０】サイクロン５５で分離された灰５６は、サ
イクロン５５を落下して、下部に接続された灰容器６４
へ一時的に貯留される。

【００２１】この際、サイクロン５５との間の灰落下用
弁６３を開いて、空気供給流路６８の空気供給用弁６７
と灰輸送管６１の灰輸送用弁６９を閉じておくようにす
る。

【００２２】そして、灰容器６４の内部に、或る程度灰
５６が溜まったら、サイクロン５５との間の灰落下用弁
６３を閉じて、空気供給流路６８の空気供給用弁６７と
灰輸送管６１の灰輸送用弁６９を開き、空気供給流路６
８の空気圧縮機６６を作動することにより、圧力容器３
６内の加圧空気３８を更に高圧化して灰容器６４へ吹込
ませ、灰容器６４内に貯留された灰５６を高圧化された
加圧空気３８で灰輸送管６１へ一気に押出させるように
する。

【００２３】灰５６の輸送後は、灰容器６４へ灰５６を
貯留させる作動と、灰容器６４の内部の灰５６を、高圧
化された加圧空気３８で灰輸送管６１へ押出させる作動
とを交互に繰返させるようにする。

【００２４】このように、灰容器６４へ灰５６を溜め、
灰５６が溜まったら、より高圧化した加圧空気３８で一
気に灰５６を押出させるという高濃度搬送方式を取入
れ、高濃度搬送を断続的に繰返させるようにすることに
より、圧力容器３６内の加圧空気３８を常時使って少量
の灰５６を連続的に搬送させる希薄輸送方式に比べてよ
り少ない加圧空気３８で多量の灰５６を効率的に輸送さ
せることが可能となり、よって、プラント効率を余り落
とさずに灰５６を搬出させることが可能となる。

【００２５】又、空気圧縮機６６で圧力容器３６内の加
圧空気３８を高圧化する前に、空気冷却器６５で加圧空
気３８を冷却させるようにすることにより、加圧空気３
８の体積を減らして空気圧縮機６６の容量を低減させる
ことが可能となる。

【００２６】更に、サイクロン５５と灰落下用弁６３と
の間に灰クーラ７０を設置することにより、灰落下用弁
６３の耐熱温度を下げることが可能となる。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
示例と共に説明する。

【００２８】図１は、本発明の実施の形態の一例であ
る。

【００２９】内部を加圧状態とされた圧力容器３６の中
に、流動層ボイラ３７を設ける。

【００３０】該流動層ボイラ３７内の下部に図中左右方
向へ延びて上方へ加圧空気３８を噴出する散気管３９を
前後に複数段並設し、該散気管３９を、上方へ延びて上
部に空気取入口４０を有する空気導管４１を介して、圧
力容器３６上部の高温の加圧空気３８を取入れられるよ
うにする。

【００３１】流動層ボイラ３７内における散気管３９の
上部に、石炭粒或いは石炭スラリ等の燃料４２を供給す
る燃料供給管４３と、水４４を通すようにした伝熱管４
５とを配設すると共に、燃料供給管４３や伝熱管４５の
上部に達し且つ負荷に応じた所定のレベルとなるまで石
灰石等の脱硫材や砂等を混合したベッド材４６を装入
し、外部のコンプレッサ４７によって圧力容器３６内へ
供給された加圧空気３８を前記空気導管４１を介して散
気管３９に取入れて散気管３９から上方へと噴射させ、
ベッド材４６を流動させて流動層４８を形成させるよう
にしている。これにより、前記燃料供給管４３から供給
された燃料４２が流動層４８の中で撹拌されて効率良く
燃焼され、又、流動層４８の内部に配設された伝熱管４
５の内部を流れる水４４が効率良く加熱されて蒸気４９
を発生するようにしている。

【００３２】この時、流動層ボイラ３７内で燃焼によっ
て生じた灰やベッド材４６の一部を、散気管３９の間か
ら、流動層ボイラ３７の下側に設けられた灰出し用のホ
ッパー５０へ落下させ、ホッパー５０から下部の灰切出
管５１を介して外部へ取出させるようにする。

【００３３】又、流動層ボイラ３７の上部に、発生した
高温高圧の排ガス５２を排出するための導出管５３及び
複数（例えば７本、図では２本のみ示されている）の分
岐ダクト５４を接続し、各分岐ダクト５４に、それぞれ
サイクロン５５を一つずつ接続し、サイクロン５５で前
記排ガス５２に同伴されて上昇してきた灰５６を分離さ
せるようにする。

【００３４】サイクロン５５の上部から出た、灰５６を
分離された排ガス５２を、排ガス管５７を介して圧力容
器３６の外部に設けられたガスタービン５８へ送り、該
ガスタービン５８を駆動させるようにする。ガスタービ
ン５８は前述したコンプレッサ４７を駆動して圧力容器
３６内へ加圧空気３８を供給すると共に、コンプレッサ
４７を駆動した余剰の動力でガスタービン発電機５９を
駆動して発電を行わせるようにする。

【００３５】一方、前記サイクロン５５の下部に、分離
した灰５６を外部へ輸送する灰輸送設備６０を接続す
る。

【００３６】該灰輸送設備６０は、各サイクロン５５の
下端に対しその上流側の端部を接続された灰輸送管６１
を備えており、該灰輸送管６１は、前記空気導管４１の
途中に設けられた灰クーラ６２へ入って、加圧空気３８
との間で熱交換を行い灰５６を冷却させた後、前記圧力
容器３６の外部へと灰５６を導出させるようになってい
る。

【００３７】そして、本発明では、サイクロン５５の下
端に、灰落下用弁６３を介してロックホッパと呼ばれる
灰容器６４を接続し、灰５６を一次的に貯留可能とす
る。そして、ロックホッパと呼ばれる灰容器６４の下端
に空気冷却器６５と空気圧縮機６６と空気供給用弁６７
を備えて圧力容器３６内の加圧空気３８を灰容器６４へ
供給可能な空気供給流路６８を接続し、灰容器６４の下
端に接続した灰輸送管６１に灰輸送用弁６９を設ける。

【００３８】更に、サイクロン５５と灰落下用弁６３と
の間に灰クーラ７０を設置するようにする。

【００３９】次に、作動について説明する。

【００４０】加圧流動層ボイラ自体の作動については、
図２のものと同様であるため、説明を省略する。

【００４１】本発明では、サイクロン５５で分離された
灰５６は、サイクロン５５の下端に接続されたロックホ
ッパと呼ばれる灰容器６４へ一時的に貯留される。

【００４２】この際、サイクロン５５に設けた灰落下用
弁６３を開いて、空気供給流路６８の空気供給用弁６７
と灰輸送管６１の灰輸送用弁６９を閉じておくようにす
る。

【００４３】そして、ロックホッパと呼ばれる灰容器６
４の内部に、或る程度灰５６が溜まったら、サイクロン
５５の灰落下用弁６３を閉じて、空気供給流路６８の空
気供給用弁６７と灰輸送管６１の灰輸送用弁６９を開
き、空気供給流路６８の空気圧縮機６６を作動すること
により、圧力容器３６内の加圧空気３８を更に高圧化し
て灰容器６４へ吹込ませ、灰容器６４内に貯留された灰
５６を高圧化された加圧空気３８で灰輸送管６１へ一気
に押出させるようにする。

【００４４】灰５６の輸送後は、灰容器６４へ灰５６を
貯留させる作動と、灰容器６４の内部の灰５６を、高圧
化された加圧空気３８で灰輸送管６１へ押出させる作動
とを交互に繰返させるようにする。

【００４５】こうして圧力容器３６から出された灰５６
は、その後、灰クーラ６２を通って加圧空気３８との間
で熱交換を行われ冷却された後、圧力容器３６の外部へ
と導出される。

【００４６】このように、本発明によれば、灰容器６４
へ灰５６を溜め、灰５６が溜まったら、より高圧化した
加圧空気３８で一気に灰５６を押出させるという高濃度
搬送方式を取入れ、高濃度搬送を断続的に繰返させるよ
うにすることにより、圧力容器３６内の加圧空気３８を
常時使って少量の灰５６を連続的に搬送させる図２のよ
うな連続的な希薄輸送方式に比べてより少ない加圧空気
３８で多量の灰５６を効率的に輸送させることが可能と
なり、よって、プラント効率を余り落とさずに灰５６を
搬出させることが可能となる。

【００４７】又、空気圧縮機６６で圧力容器３６内の加
圧空気３８を高圧化する前に、空気冷却器６５で加圧空
気３８を冷却させるようにすることにより、加圧空気３
８の体積を減らして空気圧縮機６６の容量を低減させる
ことが可能となる。

【００４８】更に、サイクロン５５と灰落下用弁６３と
の間に灰クーラ７０を設置することにより、灰落下用弁
６３の耐熱温度を下げることが可能となる。

【００４９】尚、本発明は、上述の実施の形態にのみ限
定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲
内において種々変更を加え得ることは勿論である。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の加圧流動
層ボイラの灰輸送装置によれば、プラント効率を余り落
とさずに灰を搬出させることができるという優れた効果
を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の一例の概略系統図であ
る。

【図２】加圧流動層ボイラの概略系統図である。

【図３】図２のボトム部の拡大図である。

【符号の説明】

３６ 圧力容器 ３７ 流動層ボイラ ３８ 加圧空気 ５５ サイクロン ６１ 灰輸送管 ６３ 灰落下用弁 ６４ 灰容器 ６５ 空気冷却器 ６６ 空気圧縮機 ６７ 空気供給用弁 ６８ 空気供給流路 ６９ 灰輸送用弁

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧力容器（３６）の中に設けられた流動
   層ボイラ（３７）のサイクロン（５５）下部に、灰落下
   用弁（６３）を介して灰容器（６４）を接続し、灰容器
   （６４）に空気圧縮機（６６）と空気供給用弁（６７）
   を備えて圧力容器（３６）内の加圧空気（３８）を高圧
   化して灰容器（６４）へ供給可能な空気供給流路（６
   ８）を接続し、灰容器（６４）の下端に灰輸送用弁（６
   ９）を備えて灰（５６）を外部へ輸送可能な灰輸送管
   （６１）を接続したことを特徴とする加圧流動層ボイラ
   の灰輸送装置。
2. 【請求項２】 空気供給流路（６８）の空気圧縮機（６
   ６）入側に空気冷却器（６５）を設けた請求項１記載の
   加圧流動層ボイラの灰輸送装置。
3. 【請求項３】 サイクロン（５５）と灰落下用弁（６
   ３）との間に灰クーラ（７０）を設置した請求項１又は
   ２記載の加圧流動層ボイラの灰輸送装置。