JPH10169911A - 加圧流動層ボイラの排ガス分析用サンプリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 サンプリング管途中や分析計の計測部分に灰
が詰ることを抑制し得、メンテナンスの頻度を低減で
き、排ガス分析精度の向上をも図り得る加圧流動層ボイ
ラの排ガス分析用サンプリング装置を提供する。 【解決手段】 圧力容器１内におけるサンプリング管３
９途中に灰分離装置としてのサイクロン４２を設ける。

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
の排ガス分析用サンプリング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３によって
説明すると、内部が加圧雰囲気になっている圧力容器１
の中に流動層ボイラ本体２が設けられており、流動層ボ
イラ本体２内の下部には複数本の散気管３が配設されて
おり、該散気管３は、圧力容器１内の加圧空気４を、途
中に後述する灰クーラ１９が設けられた取入管３６から
風箱３７へ取り入れて上方に噴出するようになってい
る。

【０００３】前記散気管３の上部には、石炭スラリ等の
燃料を供給する燃料供給管５が配設されていると共に、
流動層６を形成するための石灰石等の脱硫材、石炭灰等
を混合したベッド材７がベッド材貯蔵容器２４から供給
されるようになっており、コンプレッサ８から圧力容器
１内に供給された加圧空気４が前記取入管３６から風箱
３７を介して散気管３に供給され上方に噴出されること
により流動層６が形成され、前記燃料供給管５から供給
された燃料が流動層６の中で撹拌されて効率よく燃焼さ
れることにより、流動層６の形成部に配設された伝熱管
９により水を加熱して蒸気を発生させるようになってい
る。

【０００４】前記流動層６の層高は、ボイラ負荷指令に
応じて制御されるようになっており、負荷の上昇に伴っ
て流動層６の層高を高くする際には、ベッド材貯蔵容器
２４の底部に接続されたＬ字状のベッド材注入配管２５
に対し、圧力容器１内の加圧空気４を注入弁２６の開度
調節によって供給することにより、ベッド材貯蔵容器２
４内のベッド材７をベッド材注入配管２５を介して流動
層ボイラ本体２内へ注入する一方、負荷の低下に伴って
流動層６の層高を低くする際には、ベッド材貯蔵容器２
４の内圧を抜出弁２７の開度調節によって減圧すること
により、流動層ボイラ本体２内のベッド材７を、流動層
ボイラ本体２の側部から突設されたベッド材抜出配管２
８からベッド材貯蔵容器２４へ抜き出すようになってい
る。

【０００５】又、燃焼によって生じた灰等により流動層
ボイラ本体２内のベッド材７の量が増え、現在の負荷に
対して流動層６の層高が上昇した場合には、前記灰及び
ベッド材７の一部はトータル的に見た余剰分として、散
気管３の間から、下側に設けられている灰出しホッパ１
０に落下し、下部の灰切出管１１からＬバルブ２９を介
して、ロックホッパ３０に取り出された後、ロータリー
バルブ３１によって所要量ずつ排出ライン３２へ切り出
され、ブロワ２３の作動による吸引により排出ライン３
２からベッド材サイロ３３へ導入されるようになってお
り、該ベッド材サイロ３３に貯留された前記灰及びベッ
ド材７は、適宜ロータリーバルブ３４から切り出され、
トラック３５等で搬出されるようになっている。

【０００６】前記流動層ボイラ本体２の上部には、伝熱
管９内の水を加熱した後の高温で高圧の排ガス１２が分
岐ダクト１３を介して導かれる複数（例えば六個）のサ
イクロン１４が配設されて、前記排ガス１２中の灰を分
離するようになっており、サイクロン１４で灰が分離さ
れた排ガス１２は、排ガス管１５を介して圧力容器１外
部に設けられたガスタービン１６に供給されて該ガスタ
ービン１６を駆動し、ガスタービン１６は前述したコン
プレッサ８を駆動すると共に、余剰動力でガスタービン
発電機１７を駆動するようになっている。

【０００７】前記サイクロン１４で分離された分離灰１
８は、灰クーラ１９において前記取入管３６から風箱３
７を介して散気管３へ供給される加圧空気４により冷却
された後、灰輸送管２０で圧力容器１の外部の灰処理装
置（図示せず）に輸送されるようになっており、又、前
記取入管３６から風箱３７を介して散気管３へ供給され
る加圧空気４は、前記灰クーラ１９において分離灰１８
から熱を奪って加熱された後、上方に噴射され流動層６
を形成するようになっている。

【０００８】尚、前記ベッド材貯蔵容器２４は、通常、
複数個設けられており、そのトータルの容量は、流動層
ボイラ本体２内において１００％の負荷で運転が行われ
る場合に必要となるベッド材７を貯められるだけの容量
となるようにしてある。又、図中、３８は起動時に取入
管３６から風箱３７を介して散気管３へ供給される加圧
空気４を加熱するための起動バーナである。

【０００９】ところで、前述の如き加圧流動層ボイラの
場合、排ガス１２中のＯ₂濃度を検出し、該検出したＯ₂
濃度に基づいて空気過剰率を求め、燃焼を制御するよう
にしている。

【００１０】このため、従来においては、図３に示され
る如く、サイクロン１４の出口側の排ガス管１５から排
ガス分析用のサンプリング管３９を分岐せしめ、該サン
プリング管３９途中に減圧オリフィス４０を設けると共
に、その下流側にＯ₂濃度計等の分析計４１を設け、サ
イクロン１４で灰が分離された排ガス１２の一部をサン
プリング管３９から減圧オリフィス４０によって減圧し
て抜き出し、前記分析計４１によって排ガス１２中のＯ
₂濃度等を検出するようになっている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】前述の如く、サンプリ
ング管３９から抜き出される排ガス１２からは、予めサ
イクロン１４によって灰が分離されているが、ある程度
の量の灰は分離されずに前記排ガス１２中に残存してお
り、このため、サンプリング管３９途中や分析計４１の
計測部分に灰が詰りやすく、且つ減圧オリフィス４０も
摩耗しやすくなり、頻繁にメンテナンスを行う必要があ
ると共に、排ガス１２の分析値に関しても分析計４１の
計測部分への灰の堆積及び灰中未燃分により、計測精度
及び応答性に限界があった。

【００１２】本発明は、斯かる実情に鑑み、サンプリン
グ管途中や分析計の計測部分に灰が詰ることを抑制し
得、メンテナンスの頻度を低減でき、排ガス分析精度の
向上をも図り得る加圧流動層ボイラの排ガス分析用サン
プリング装置を提供しようとするものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、圧力容器内の
サイクロンで大部分の灰が分離された排ガスの一部をサ
ンプリング管から抜き出し、分析計によって分析を行う
加圧流動層ボイラの排ガス分析用サンプリング装置であ
って、圧力容器内におけるサンプリング管途中に灰分離
装置を設けたことを特徴とする加圧流動層ボイラの排ガ
ス分析用サンプリング装置にかかるものである。

【００１４】前記加圧流動層ボイラの排ガス分析用サン
プリング装置においては、灰分離装置をサイクロンとし
たり、或いは多孔板を有するフィルタとすることができ
る。

【００１５】上記手段によれば、以下のような作用が得
られる。

【００１６】サイクロンで灰が分離された排ガス中に
は、ある程度の量の灰が分離されずに残存しているが、
サンプリング管側へ分岐した前記排ガスの一部は、灰分
離装置によって残存する灰が更に分離除去された後、サ
ンプリング管から抜き出され、分析計によって排ガスの
分析が行われる。

【００１７】この結果、サンプリング管途中や分析計の
計測部分に灰が詰りにくくなり、頻繁にメンテナンスを
行う必要がなくなると共に、排ガスの分析値に関しても
灰の堆積が低減された分、信頼性も高まり、精度の向上
にもつながることとなる。

【００１８】

【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。

【００１９】図１は本発明を実施する形態の一例であっ
て、図中、図３と同一の符号を付した部分は同一物を表
わしており、基本的な構成は図３に示す従来のものと同
様であるが、本図示例の特徴とするところは、図１に示
す如く、圧力容器１内におけるサンプリング管３９途中
に灰分離装置としてのサイクロン４２を設けた点にあ
る。

【００２０】尚、前記サイクロン４２には、途中に減圧
オリフィス４３が設けられた灰輸送管４４を接続してあ
り、サイクロン４２によって分離された灰は、減圧オリ
フィス４３で減圧後、灰輸送管４４により圧力容器１の
外部の灰処理装置（図示せず）に輸送するようにしてあ
る。

【００２１】次に、上記図示例の作動を説明する。

【００２２】サイクロン１４で灰が分離された排ガス１
２中には、ある程度の量の灰が分離されずに残存してい
るが、サンプリング管３９側へ分岐した前記排ガス１２
の一部は、サイクロン４２によって残存する灰が更に分
離除去された後、サンプリング管３９から減圧オリフィ
ス４０によって減圧して抜き出され、分析計４１によっ
て排ガス１２中のＯ₂濃度等が検出される。

【００２３】この結果、サンプリング管３９途中や分析
計４１の計測部分に灰が詰りにくくなり、且つ減圧オリ
フィス４０も摩耗しにくくなり、頻繁にメンテナンスを
行う必要がなくなると共に、排ガス１２の分析値に関し
ても計測部への灰の堆積が低減された分、信頼性も高ま
り、精度の向上にもつながることとなる。

【００２４】こうして、サンプリング管３９途中や分析
計４１の計測部分に灰が詰ることを抑制し得、メンテナ
ンスの頻度を低減でき、排ガス分析精度の向上をも図り
得、又、サイクロン４２は圧力容器１内におけるサンプ
リング管３９途中に設けてあるため、耐圧設計とする必
要がなく、弁等も設けなくて済む。

【００２５】図２は本発明を実施する形態の他の例であ
って、図中、図１と同一の符号を付した部分は同一物を
表わしており、図１のサイクロン４２に代えて、金属製
或いはセラミックス製の多孔板４５ａを有するフィルタ
４５を灰分離装置として、圧力容器１内におけるサンプ
リング管３９途中に設けたものである。

【００２６】尚、前記フィルタ４５には、図１に示す例
の場合と同様に、途中に減圧オリフィス４３が設けられ
た灰輸送管４４を接続してあり、フィルタ４５によって
分離された灰は、減圧オリフィス４３で減圧後、灰輸送
管４４により圧力容器１の外部の灰処理装置（図示せ
ず）に輸送するようにしてある。又、フィルタ４５に
は、多孔板４５ａ前後の差圧を計測する差圧計４６、或
いは、減圧オリフィス４０とフィルタ４５との間の圧力
を計測する圧力計４７により、フィルタ４５の詰まりを
監視し、コンプレッサ４８から逆洗用空気溜め４９に貯
留された逆洗用空気５０を弁５１の操作により適宜供給
する逆洗用装置を設けてある。

【００２７】図２に示す例においては、サイクロン１４
で灰が分離された排ガス１２中には、ある程度の量の灰
が分離されずに残存しているが、サンプリング管３９側
へ分岐した前記排ガス１２の一部は、多孔板４５ａを有
するフィルタ４５によって残存する灰が更に分離除去さ
れた後、サンプリング管３９から減圧オリフィス４０に
よって減圧して抜き出され、分析計４１によって排ガス
１２中のＯ₂濃度等が検出され、この結果、サンプリン
グ管３９途中や分析計４１の計測部分に灰が詰りにくく
なり、且つ減圧オリフィス４０も摩耗しにくくなり、頻
繁にメンテナンスを行う必要がなくなると共に、排ガス
１２の分析値に関しても計測部への灰の堆積が低減され
た分、信頼性も高まり、精度の向上にもつながることと
なる。

【００２８】こうして、図２に示す例の場合にも、図１
に示す例の場合と同様、サンプリング管３９途中や分析
計４１の計測部分に灰が詰ることを抑制し得、メンテナ
ンスの頻度を低減でき、排ガス分析精度の向上をも図り
得、又、多孔板４５ａを有するフィルタ４５は圧力容器
１内におけるサンプリング管３９途中に設けてあるた
め、耐圧設計とする必要がなく、弁等も設けなくて済
む。

【００２９】尚、本発明の加圧流動層ボイラの排ガス分
析用サンプリング装置は、上述の図示例にのみ限定され
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。

【００３０】

【発明の効果】以上、説明したように本発明の加圧流動
層ボイラの排ガス分析用サンプリング装置によれば、サ
ンプリング管途中や分析計の計測部分に灰が詰ることを
抑制し得、メンテナンスの頻度を低減でき、排ガス分析
精度の向上をも図り得、又、灰分離装置は圧力容器内に
おけるサンプリング管途中に設けてあるため、耐圧設計
とする必要がなく、弁等も設けなくて済むという優れた
効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施する形態の一例の全体概要構成図
である。

【図２】本発明を実施する形態の他の例の全体概要構成
図である。

【図３】従来例の全体概要構成図である。

【符号の説明】

１ 圧力容器 １２ 排ガス １４ サイクロン ３９ サンプリング管 ４１ 分析計 ４２ サイクロン（灰分離装置） ４５ フィルタ（灰分離装置） ４５ａ 多孔板

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧力容器内のサイクロンで大部分の灰が
   分離された排ガスの一部をサンプリング管から抜き出
   し、分析計によって分析を行う加圧流動層ボイラの排ガ
   ス分析用サンプリング装置であって、圧力容器内におけ
   るサンプリング管途中に灰分離装置を設けたことを特徴
   とする加圧流動層ボイラの排ガス分析用サンプリング装
   置。
2. 【請求項２】 灰分離装置がサイクロンである請求項１
   記載の加圧流動層ボイラの排ガス分析用サンプリング装
   置。
3. 【請求項３】 灰分離装置が多孔板を有するフィルタで
   ある請求項１記載の加圧流動層ボイラの排ガス分析用サ
   ンプリング装置。