JPH1089618A - 流動層ボイラの制御方法 - Google Patents
流動層ボイラの制御方法Info
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- JPH1089618A JPH1089618A JP29130796A JP29130796A JPH1089618A JP H1089618 A JPH1089618 A JP H1089618A JP 29130796 A JP29130796 A JP 29130796A JP 29130796 A JP29130796 A JP 29130796A JP H1089618 A JPH1089618 A JP H1089618A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 流動層ボイラの後燃え現象を検出し、これに
関係する流動層ボイラの操作因子を制御し、後燃え現象
を効果的に抑制するに好適な流動層ボイラの制御方法を
提供することにある。 【解決手段】 流動媒体の流動層温度を測定する手段８
と、流動層内の空塔速度を計測する手段３６と、流動層
ボイラ出口の排ガス中の硫黄酸化物濃度を検出する手段
２および酸素濃度を検出する手段１と、流動層ボイラ１
８のフリーボード部６の温度を測定する手段７および発
生した排ガスが通過する流動層ボイラ出口以降の特定機
器の温度を測定する手段を設置し、硫黄酸化物濃度が増
大したとき、ないしは、フリーボード部の温度が流動層
の温度より増大したとき、酸素濃度Ｏ2、空塔速度Ｕ
０、流動層温度Ｔ１が適正な範囲を維持するように、空
気供給量制御手段３により燃焼用空気またはＣＷＰポン
プ４により燃料を制御することを特徴とする。
関係する流動層ボイラの操作因子を制御し、後燃え現象
を効果的に抑制するに好適な流動層ボイラの制御方法を
提供することにある。 【解決手段】 流動媒体の流動層温度を測定する手段８
と、流動層内の空塔速度を計測する手段３６と、流動層
ボイラ出口の排ガス中の硫黄酸化物濃度を検出する手段
２および酸素濃度を検出する手段１と、流動層ボイラ１
８のフリーボード部６の温度を測定する手段７および発
生した排ガスが通過する流動層ボイラ出口以降の特定機
器の温度を測定する手段を設置し、硫黄酸化物濃度が増
大したとき、ないしは、フリーボード部の温度が流動層
の温度より増大したとき、酸素濃度Ｏ2、空塔速度Ｕ
０、流動層温度Ｔ１が適正な範囲を維持するように、空
気供給量制御手段３により燃焼用空気またはＣＷＰポン
プ４により燃料を制御することを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、燃料と燃焼用空気
を流動して燃焼する流動層ボイラ、特に、流動層ボイラ
内で燃焼できなかった未燃分の後燃えを抑制する流動層
ボイラの制御方法に関する。
を流動して燃焼する流動層ボイラ、特に、流動層ボイラ
内で燃焼できなかった未燃分の後燃えを抑制する流動層
ボイラの制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】流動層ボイラは、ＣＷＰ（コール・ウオ
ータ・ペースト）を燃焼して発生した排ガスを高温ガス
配管からボイラ外部へ排出する。図１２において、流動
層ボイラ１８にＣＷＰポンプ４からＣＷＰ、空気量制御
手段３から空気がそれぞれ供給され、流動媒体５（以
下、流動層と呼ぶ。）として充填され、燃焼して発生し
た排ガスをフリーボード６から高温ガス配管９に排出す
る。高温ガスは、サイクロン１０に送られ、高温ガス配
管１１を介してガスタービン１３に供給され、ガスター
ビン１３を回転させる。その後、触媒脱硝装置１５を経
て煙突１６から外部へ排出される。ガスタービン１３に
は圧縮機１２と発電機１４が直結され、また、流動層ボ
イラ１８には伝熱管１７が配置されている。なお、図１
２では、流動層ボイラ１８を２台Ａ、Ｂとして並列に設
置した例を示す。このような流動層ボイラでは、流動層
５以降（フリーボード６、高温ガス配管９、サイクロン
１０など）の温度が流動層ボイラに充填された流動媒体
内の温度（以下、流動層温度と呼ぶ。）よりも高くなる
という現象、つまり、後燃えの現象が発生する。しか
し、流動層ボイラにおける後燃え現象がどのような条件
下で起きるかが明らかでなく、また、後燃え現象が起き
た時に流動層ボイラのどの操作因子を制御すべきかが不
明であった。
ータ・ペースト）を燃焼して発生した排ガスを高温ガス
配管からボイラ外部へ排出する。図１２において、流動
層ボイラ１８にＣＷＰポンプ４からＣＷＰ、空気量制御
手段３から空気がそれぞれ供給され、流動媒体５（以
下、流動層と呼ぶ。）として充填され、燃焼して発生し
た排ガスをフリーボード６から高温ガス配管９に排出す
る。高温ガスは、サイクロン１０に送られ、高温ガス配
管１１を介してガスタービン１３に供給され、ガスター
ビン１３を回転させる。その後、触媒脱硝装置１５を経
て煙突１６から外部へ排出される。ガスタービン１３に
は圧縮機１２と発電機１４が直結され、また、流動層ボ
イラ１８には伝熱管１７が配置されている。なお、図１
２では、流動層ボイラ１８を２台Ａ、Ｂとして並列に設
置した例を示す。このような流動層ボイラでは、流動層
５以降（フリーボード６、高温ガス配管９、サイクロン
１０など）の温度が流動層ボイラに充填された流動媒体
内の温度（以下、流動層温度と呼ぶ。）よりも高くなる
という現象、つまり、後燃えの現象が発生する。しか
し、流動層ボイラにおける後燃え現象がどのような条件
下で起きるかが明らかでなく、また、後燃え現象が起き
た時に流動層ボイラのどの操作因子を制御すべきかが不
明であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】流動層ボイラにおい
て、供給した石炭が層内で完全燃焼せずに、後燃え現象
が起きると、流動層ボイラから排出されるガス温度が上
昇し、計画のガスタービン出力よりも大きくなるという
問題、また、未燃分が火炉出口以降にある種々の機器内
に蓄積、燃焼し、これが急激に燃焼すれば、機器の破損
を招くという問題があった。
て、供給した石炭が層内で完全燃焼せずに、後燃え現象
が起きると、流動層ボイラから排出されるガス温度が上
昇し、計画のガスタービン出力よりも大きくなるという
問題、また、未燃分が火炉出口以降にある種々の機器内
に蓄積、燃焼し、これが急激に燃焼すれば、機器の破損
を招くという問題があった。
【０００４】本発明の課題は、流動層ボイラの後燃え現
象を検出し、これに関係する流動層ボイラの操作因子を
制御し、後燃え現象を効果的に抑制するに好適な流動層
ボイラの制御方法を提供することにある。
象を検出し、これに関係する流動層ボイラの操作因子を
制御し、後燃え現象を効果的に抑制するに好適な流動層
ボイラの制御方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、流動媒体の流動層温度を測定する手段と、流動層内
の空塔速度を計測する手段と、流動層ボイラ出口の排ガ
ス中の硫黄酸化物濃度を検出する手段および酸素濃度を
検出する手段と、流動層ボイラのフリーボード部の温度
を測定する手段および発生した排ガスが通過する流動層
ボイラ出口以降の特定機器の温度を測定する手段を設置
し、硫黄酸化物濃度が増大したとき、ないしは、フリー
ボード部の温度または特定機器の温度が流動層の温度よ
り増大したとき、流動層ボイラの操作因子である酸素濃
度、空塔速度、流動層温度が適正な範囲を維持するよう
に、燃焼用空気または燃料を制御する。また、流動媒体
の流動層温度を測定する手段と、流動層ボイラ出口の排
ガス中の硫黄酸化物濃度を検出する手段と、流動層ボイ
ラのフリーボード部の温度を測定する手段および発生し
た排ガスが通過する流動層ボイラ出口以降の特定機器の
温度を測定する手段を設置し、硫黄酸化物濃度が増大し
たとき、ないしは、フリーボード部の温度または特定機
器の温度が流動層の温度より増大したとき、ＣＷＰ製造
のための微粉量または水分量を減少するように制御す
る。または、ＣＷＰ噴霧用空気量を増大するように制御
する。また、流動媒体の流動層温度を測定する手段と、
液体燃料を供給する手段を設置し、流動層ボイラの起動
時には、流動層温度が規定値に達するまで液体燃料を供
給し、その後、ＣＷＰを供給し、また、流動層ボイラの
停止時には、ＣＷＰの供給を停止した後、前記液体燃料
を供給し、その後、液体燃料供給量を減少して停止する
ように制御する。
に、流動媒体の流動層温度を測定する手段と、流動層内
の空塔速度を計測する手段と、流動層ボイラ出口の排ガ
ス中の硫黄酸化物濃度を検出する手段および酸素濃度を
検出する手段と、流動層ボイラのフリーボード部の温度
を測定する手段および発生した排ガスが通過する流動層
ボイラ出口以降の特定機器の温度を測定する手段を設置
し、硫黄酸化物濃度が増大したとき、ないしは、フリー
ボード部の温度または特定機器の温度が流動層の温度よ
り増大したとき、流動層ボイラの操作因子である酸素濃
度、空塔速度、流動層温度が適正な範囲を維持するよう
に、燃焼用空気または燃料を制御する。また、流動媒体
の流動層温度を測定する手段と、流動層ボイラ出口の排
ガス中の硫黄酸化物濃度を検出する手段と、流動層ボイ
ラのフリーボード部の温度を測定する手段および発生し
た排ガスが通過する流動層ボイラ出口以降の特定機器の
温度を測定する手段を設置し、硫黄酸化物濃度が増大し
たとき、ないしは、フリーボード部の温度または特定機
器の温度が流動層の温度より増大したとき、ＣＷＰ製造
のための微粉量または水分量を減少するように制御す
る。または、ＣＷＰ噴霧用空気量を増大するように制御
する。また、流動媒体の流動層温度を測定する手段と、
液体燃料を供給する手段を設置し、流動層ボイラの起動
時には、流動層温度が規定値に達するまで液体燃料を供
給し、その後、ＣＷＰを供給し、また、流動層ボイラの
停止時には、ＣＷＰの供給を停止した後、前記液体燃料
を供給し、その後、液体燃料供給量を減少して停止する
ように制御する。
【０００６】本発明の基礎試験結果によれば、流動層ボ
イラの操作因子である酸素濃度、空塔速度、流動層温度
が適正な範囲に維持されていないと、後燃えが起きるこ
とが判明した。また、流動層内で燃焼せずに流動層外で
燃焼すると、脱硫反応が進行せず、硫黄酸化物が発生し
するので、硫黄酸化物濃度の大きさによって後燃えの有
無を判断することができること、および、流動層ボイラ
のフリーボード部の温度または発生した排ガスが通過す
る流動層ボイラ出口以降の特定機器の温度が流動層の温
度より増大したとき、流動層内で燃焼せずに流動層外で
後燃えが起きたと判断することができることが判明し
た。本発明では、後燃えが起きたとき、流動層ボイラの
操作因子である酸素濃度、空塔速度、流動層温度が適正
な範囲を維持するように、燃焼用空気または燃料を制御
するので、直ちにフリーボード部および流動層ボイラ出
口以降の特定機器における後燃えを抑制することがで
き、急激な後燃えによる機器類の破損を防止することが
できる。また、後燃えが起きたとき、ＣＷＰ製造のため
の微粉量または水分量を減少するように制御し、また
は、ＣＷＰ噴霧用空気量を増大するように制御するの
で、流動層中の燃焼を促進し、後燃えを抑制することが
できる。また、ＣＷＰと液体燃料を使用し、流動層ボイ
ラの起動、停止時にＣＷＰに替えて液体燃料を供給する
ことによって、後燃えの発生を防止することができる。
イラの操作因子である酸素濃度、空塔速度、流動層温度
が適正な範囲に維持されていないと、後燃えが起きるこ
とが判明した。また、流動層内で燃焼せずに流動層外で
燃焼すると、脱硫反応が進行せず、硫黄酸化物が発生し
するので、硫黄酸化物濃度の大きさによって後燃えの有
無を判断することができること、および、流動層ボイラ
のフリーボード部の温度または発生した排ガスが通過す
る流動層ボイラ出口以降の特定機器の温度が流動層の温
度より増大したとき、流動層内で燃焼せずに流動層外で
後燃えが起きたと判断することができることが判明し
た。本発明では、後燃えが起きたとき、流動層ボイラの
操作因子である酸素濃度、空塔速度、流動層温度が適正
な範囲を維持するように、燃焼用空気または燃料を制御
するので、直ちにフリーボード部および流動層ボイラ出
口以降の特定機器における後燃えを抑制することがで
き、急激な後燃えによる機器類の破損を防止することが
できる。また、後燃えが起きたとき、ＣＷＰ製造のため
の微粉量または水分量を減少するように制御し、また
は、ＣＷＰ噴霧用空気量を増大するように制御するの
で、流動層中の燃焼を促進し、後燃えを抑制することが
できる。また、ＣＷＰと液体燃料を使用し、流動層ボイ
ラの起動、停止時にＣＷＰに替えて液体燃料を供給する
ことによって、後燃えの発生を防止することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
より説明する。なお、図１２と同一符号は同一対象物を
示す。図１は、本発明の流動層ボイラの制御方法の第１
の実施形態を示す。図１において、火炉出口の高温ガス
配管９には、酸素濃度の検出器１、硫黄酸化物濃度の検
出器２を設置し、煙突１６の入り口にも、酸素濃度の検
出器１９、硫黄酸化物濃度の検出器２０を設置する。ま
た、流動層ボイラ１８内の流動媒体の流動層５内には温
度計８、流動層５内の燃焼ガスの流速を計測する速度計
３６を設置し、さらに、流動層ボイラ１８のフリーボー
ド６内には温度計７を設置する。いま、流動層ボイラ１
８において、供給した石炭が層内で完全燃焼せずに、後
燃えが起きると、硫黄酸化物濃度ＳＯｘが上昇する。こ
の硫黄酸化物濃度ＳＯｘは高温ガス配管９に設置した硫
黄酸化物濃度の検出器１により検出する。同時に、この
時の高温ガス配管９内の酸素濃度Ｏ2、流動層ボイラ１
８内の空塔速度Ｕ０および流動層温度Ｔ１をそれぞれ酸
素濃度の検出器１、速度計３６、温度計８により検出
し、これらの酸素濃度Ｏ2、空塔速度Ｕ０、流動層温度
Ｔ１を流動層ボイラの操作因子として、これらの酸素濃
度Ｏ2、空塔速度Ｕ０、流動層温度Ｔ１が適正な範囲に
なるように、燃焼用空気または燃料を制御し、後燃えを
抑制する。
より説明する。なお、図１２と同一符号は同一対象物を
示す。図１は、本発明の流動層ボイラの制御方法の第１
の実施形態を示す。図１において、火炉出口の高温ガス
配管９には、酸素濃度の検出器１、硫黄酸化物濃度の検
出器２を設置し、煙突１６の入り口にも、酸素濃度の検
出器１９、硫黄酸化物濃度の検出器２０を設置する。ま
た、流動層ボイラ１８内の流動媒体の流動層５内には温
度計８、流動層５内の燃焼ガスの流速を計測する速度計
３６を設置し、さらに、流動層ボイラ１８のフリーボー
ド６内には温度計７を設置する。いま、流動層ボイラ１
８において、供給した石炭が層内で完全燃焼せずに、後
燃えが起きると、硫黄酸化物濃度ＳＯｘが上昇する。こ
の硫黄酸化物濃度ＳＯｘは高温ガス配管９に設置した硫
黄酸化物濃度の検出器１により検出する。同時に、この
時の高温ガス配管９内の酸素濃度Ｏ2、流動層ボイラ１
８内の空塔速度Ｕ０および流動層温度Ｔ１をそれぞれ酸
素濃度の検出器１、速度計３６、温度計８により検出
し、これらの酸素濃度Ｏ2、空塔速度Ｕ０、流動層温度
Ｔ１を流動層ボイラの操作因子として、これらの酸素濃
度Ｏ2、空塔速度Ｕ０、流動層温度Ｔ１が適正な範囲に
なるように、燃焼用空気または燃料を制御し、後燃えを
抑制する。
【０００８】ここで、本実施形態において、流動層ボイ
ラ１８（図示のように、一方を火炉Ａ、他方を火炉Ｂと
する。）に後燃えが発生する条件を図１０、図１１に示
す。図１０は、火炉出口の酸素濃度Ｏ2とフリーボード
部６の温度上昇との関係を示す。図１０において、横軸
を火炉出口の酸素濃度Ｏ2、縦軸を（フリーボード部最
高温度）−（流動層直上温度）とし、ボイラ負荷１００
パーセント、Ａ火炉にＡ炭を使用したときを○印、Ｂ火
炉にＡ炭を使用したときを□印、Ａ火炉にＢ炭を使用し
たときを●印により表す。図１０から明らかなように、
酸素濃度Ｏ2が低くなるにつれてフリーボード部６の温
度上昇は大きくなる傾向がある。火炉出口の酸素濃度Ｏ
2が３パーセント以下になると、フリーボード部６の温
度上昇は２０℃以上となり、後燃えが発生する条件が成
立する。図１１は、流動層ボイラ１８内の空塔速度Ｕ０
とフリーボード部６の温度上昇との関係を示す。図１１
において、横軸を空塔速度、縦軸をフリーボード部の温
度上昇とし、Ａ火炉を○印、Ｂ火炉を□印により表す。
図１１から明らかなように、酸素濃度Ｏ2を３．８３〜
４．１５パーセントとしたとき、空塔速度が速くなるに
つれてフリーボード部６の温度上昇は大きくなる傾向が
ある。空塔速度が略１ｍ／ｓｅｃ以上になると、フリー
ボード部６の温度上昇は２０℃以上となり、後燃えが発
生する条件が成立する。
ラ１８（図示のように、一方を火炉Ａ、他方を火炉Ｂと
する。）に後燃えが発生する条件を図１０、図１１に示
す。図１０は、火炉出口の酸素濃度Ｏ2とフリーボード
部６の温度上昇との関係を示す。図１０において、横軸
を火炉出口の酸素濃度Ｏ2、縦軸を（フリーボード部最
高温度）−（流動層直上温度）とし、ボイラ負荷１００
パーセント、Ａ火炉にＡ炭を使用したときを○印、Ｂ火
炉にＡ炭を使用したときを□印、Ａ火炉にＢ炭を使用し
たときを●印により表す。図１０から明らかなように、
酸素濃度Ｏ2が低くなるにつれてフリーボード部６の温
度上昇は大きくなる傾向がある。火炉出口の酸素濃度Ｏ
2が３パーセント以下になると、フリーボード部６の温
度上昇は２０℃以上となり、後燃えが発生する条件が成
立する。図１１は、流動層ボイラ１８内の空塔速度Ｕ０
とフリーボード部６の温度上昇との関係を示す。図１１
において、横軸を空塔速度、縦軸をフリーボード部の温
度上昇とし、Ａ火炉を○印、Ｂ火炉を□印により表す。
図１１から明らかなように、酸素濃度Ｏ2を３．８３〜
４．１５パーセントとしたとき、空塔速度が速くなるに
つれてフリーボード部６の温度上昇は大きくなる傾向が
ある。空塔速度が略１ｍ／ｓｅｃ以上になると、フリー
ボード部６の温度上昇は２０℃以上となり、後燃えが発
生する条件が成立する。
【０００９】この後燃え発生条件を根拠に、本実施形態
の制御フローを図２を用いて説明する。流動層ボイラ１
８に後燃えが起きると、高温ガス配管９の硫黄酸化物濃
度ＳＯｘが上昇する。この時、検出器１の酸素濃度Ｏ2
が規定値の３パーセント以上、温度計８の流動層温度Ｔ
１が規定値の８４０℃以上、速度計３６の空塔速度Ｕ０
が０．９５ｍ／ｓｅｃ以上であれば、空塔速度Ｕ０が規
定値の０．７ｍ／ｓｅｃ以上〜０．９５ｍ／ｓｅｃ以下
の範囲になるまで、空気供給量制御手段３により燃焼用
空気の供給量を制御し、燃焼用空気を低減する。また、
酸素濃度Ｏ2が規定値の３パーセント以上、流動層温度
Ｔ１が規定値の８４０℃以上、空塔速度Ｕ０が０．７ｍ
／ｓｅｃ以下であれば、空塔速度Ｕ０が規定値の０．７
ｍ／ｓｅｃ以上〜０．９５ｍ／ｓｅｃ以下の範囲になる
まで、空気供給量制御手段３により燃焼用空気を増加す
るように制御する。一方、空塔速度Ｕ０が規定値の０．
７ｍ／ｓｅｃから０．９５ｍ／ｓｅｃの範囲、流動層温
度Ｔ１が規定値の８４０℃以上、酸素濃度Ｏ2が３パー
セント以下であれば、酸素濃度Ｏ2が規定値の３パーセ
ント以上になるように、ＣＷＰポンプ４の出力を制御し
て、燃料を減少する。また、空塔速度Ｕ０が規定値の
０．７ｍ／ｓｅｃから０．９５ｍ／ｓｅｃの範囲、酸素
濃度Ｏ2が規定値の３パーセント以上、流動層温度Ｔ１
が８４０℃以下の時には、流動層温度Ｔ１が規定値の８
４０℃以上になるまで、ＣＷＰポンプ４の出力を増大
し、燃料を増大する。このように、本実施形態では、硫
黄酸化物濃度の上昇を検出して、酸素濃度、空塔速度お
よび流動層温度を適正な範囲に維持するように、燃焼用
空気の増減または燃料の増減を制御して、後燃えを抑制
する。
の制御フローを図２を用いて説明する。流動層ボイラ１
８に後燃えが起きると、高温ガス配管９の硫黄酸化物濃
度ＳＯｘが上昇する。この時、検出器１の酸素濃度Ｏ2
が規定値の３パーセント以上、温度計８の流動層温度Ｔ
１が規定値の８４０℃以上、速度計３６の空塔速度Ｕ０
が０．９５ｍ／ｓｅｃ以上であれば、空塔速度Ｕ０が規
定値の０．７ｍ／ｓｅｃ以上〜０．９５ｍ／ｓｅｃ以下
の範囲になるまで、空気供給量制御手段３により燃焼用
空気の供給量を制御し、燃焼用空気を低減する。また、
酸素濃度Ｏ2が規定値の３パーセント以上、流動層温度
Ｔ１が規定値の８４０℃以上、空塔速度Ｕ０が０．７ｍ
／ｓｅｃ以下であれば、空塔速度Ｕ０が規定値の０．７
ｍ／ｓｅｃ以上〜０．９５ｍ／ｓｅｃ以下の範囲になる
まで、空気供給量制御手段３により燃焼用空気を増加す
るように制御する。一方、空塔速度Ｕ０が規定値の０．
７ｍ／ｓｅｃから０．９５ｍ／ｓｅｃの範囲、流動層温
度Ｔ１が規定値の８４０℃以上、酸素濃度Ｏ2が３パー
セント以下であれば、酸素濃度Ｏ2が規定値の３パーセ
ント以上になるように、ＣＷＰポンプ４の出力を制御し
て、燃料を減少する。また、空塔速度Ｕ０が規定値の
０．７ｍ／ｓｅｃから０．９５ｍ／ｓｅｃの範囲、酸素
濃度Ｏ2が規定値の３パーセント以上、流動層温度Ｔ１
が８４０℃以下の時には、流動層温度Ｔ１が規定値の８
４０℃以上になるまで、ＣＷＰポンプ４の出力を増大
し、燃料を増大する。このように、本実施形態では、硫
黄酸化物濃度の上昇を検出して、酸素濃度、空塔速度お
よび流動層温度を適正な範囲に維持するように、燃焼用
空気の増減または燃料の増減を制御して、後燃えを抑制
する。
【００１０】なお、本実施形態において、煙突１６の入
り口に設置した硫黄酸化物濃度の検出器２０、酸素濃度
の検出器１９を用いて煙突１６の入り口の硫黄酸化物濃
度およひ酸素濃度を検出しても同様である。
り口に設置した硫黄酸化物濃度の検出器２０、酸素濃度
の検出器１９を用いて煙突１６の入り口の硫黄酸化物濃
度およひ酸素濃度を検出しても同様である。
【００１１】図３は、本発明の流動層ボイラの制御方法
の第２の実施形態を示す。図３において、フリーボード
６内の温度計７に加えて、火炉出口以降の１次サイクロ
ン２１の入り口、２次サイクロン２２の入り口、２次サ
イクロン２２の出口にそれぞれ温度計Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５
を設置する。図１において説明したと同様に、流動層ボ
イラ１８に後燃えが起きると、フリーボード部６内の温
度Ｔ２が流動層温度Ｔ１より上昇する。このフリーボー
ド部６内の温度Ｔ２と流動層温度Ｔ１はフリーボード６
に設置した温度計７、流動層温度計８により検出する。
同時に、この時の高温ガス配管９内の酸素濃度Ｏ2およ
び流動層ボイラ１８内の空塔速度Ｆをそれぞれ酸素濃度
の検出器１、速度計３６により検出し、酸素濃度、空塔
速度、流動層温度が適正な範囲になるように燃焼用空気
または燃料を制御し、後燃えを抑制する。この時の制御
フローを図４を示す。図４の制御フローは、図２と同様
であるので、説明を省略する。
の第２の実施形態を示す。図３において、フリーボード
６内の温度計７に加えて、火炉出口以降の１次サイクロ
ン２１の入り口、２次サイクロン２２の入り口、２次サ
イクロン２２の出口にそれぞれ温度計Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５
を設置する。図１において説明したと同様に、流動層ボ
イラ１８に後燃えが起きると、フリーボード部６内の温
度Ｔ２が流動層温度Ｔ１より上昇する。このフリーボー
ド部６内の温度Ｔ２と流動層温度Ｔ１はフリーボード６
に設置した温度計７、流動層温度計８により検出する。
同時に、この時の高温ガス配管９内の酸素濃度Ｏ2およ
び流動層ボイラ１８内の空塔速度Ｆをそれぞれ酸素濃度
の検出器１、速度計３６により検出し、酸素濃度、空塔
速度、流動層温度が適正な範囲になるように燃焼用空気
または燃料を制御し、後燃えを抑制する。この時の制御
フローを図４を示す。図４の制御フローは、図２と同様
であるので、説明を省略する。
【００１２】なお、本実施形態において、１次サイクロ
ン２１の入り口、２次サイクロン２２の入り口、２次サ
イクロン２２の出口に設置した温度計２３、２４、２５
により検出した温度Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５が流動層温度Ｔ１
より上昇した場合、火炉出口以降に後燃えが起きている
ことが判る。この時も同様に図４の制御フローにより酸
素濃度、空塔速度、流動層温度が適正な範囲になるよう
に燃焼用空気または燃料を制御し、流動層外の後燃えを
抑制する。ここで、温度計７、２３、２４、２５の温度
指示値から、Ｔ３＞Ｔ２であれば、火炉出口から１次サ
イクロン２１の入り口の間で後燃えが起き、Ｔ４＞Ｔ３
であれば、１次サイクロン２１の内部で後燃えが起き、
Ｔ５＞Ｔ４であれば、２次サイクロン２２の内部で後燃
えが起きていることを検出することができる。
ン２１の入り口、２次サイクロン２２の入り口、２次サ
イクロン２２の出口に設置した温度計２３、２４、２５
により検出した温度Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５が流動層温度Ｔ１
より上昇した場合、火炉出口以降に後燃えが起きている
ことが判る。この時も同様に図４の制御フローにより酸
素濃度、空塔速度、流動層温度が適正な範囲になるよう
に燃焼用空気または燃料を制御し、流動層外の後燃えを
抑制する。ここで、温度計７、２３、２４、２５の温度
指示値から、Ｔ３＞Ｔ２であれば、火炉出口から１次サ
イクロン２１の入り口の間で後燃えが起き、Ｔ４＞Ｔ３
であれば、１次サイクロン２１の内部で後燃えが起き、
Ｔ５＞Ｔ４であれば、２次サイクロン２２の内部で後燃
えが起きていることを検出することができる。
【００１３】図５は、本発明の流動層ボイラの制御方法
の第３の実施形態を示す。本実施形態は、流動層燃焼の
燃料であるＣＷＰの製造条件を変えることによって、後
燃えを抑制することに特徴がある。すなわち、ＣＷＰ中
の水分量が少なくなれば、燃焼し易くなり、また、微粉
炭は燃焼用空気により同伴されて、流動層中から吹き抜
け易くなり、流動層中の燃焼を促進する。図５におい
て、ＣＷＰの製造システムは、微粉炭バンカー２６、混
練水調節弁２７、混練水供給源２８、粗粉炭バンカー２
９、ＣＷＰ混練器３０、ＣＷＰタンク３１からなる。図
６に制御フローを示す。流動層ボイラに後燃えが発生
し、硫黄酸化物濃度ＳＯｘが上昇したとき、もしくは、
フリーボード部内の温度または火炉出口以降の温度が流
動層温度より高くなったとき、微粉炭フィーダ３２の回
転数を減少して、微粉炭バンカー２６からＣＷＰ混練器
３０に供給する微粉量を減らす。または、弁２７の開度
を小さくして、混練水供給源２８からＣＷＰ混練器３０
に供給する水分量を減少させる。このようして製造され
たＣＷＰは、ＣＷＰタンク３１に送られ、ＣＷＰポンプ
４によって流動層ボイラ１８に供給される。本実施形態
では、後燃えが観測された時、ＣＷＰ中の水分量を減少
するか、または、微粉量を減少することによって、流動
層中の燃焼を促進し、流動層外の後燃えを抑制すること
ができる。
の第３の実施形態を示す。本実施形態は、流動層燃焼の
燃料であるＣＷＰの製造条件を変えることによって、後
燃えを抑制することに特徴がある。すなわち、ＣＷＰ中
の水分量が少なくなれば、燃焼し易くなり、また、微粉
炭は燃焼用空気により同伴されて、流動層中から吹き抜
け易くなり、流動層中の燃焼を促進する。図５におい
て、ＣＷＰの製造システムは、微粉炭バンカー２６、混
練水調節弁２７、混練水供給源２８、粗粉炭バンカー２
９、ＣＷＰ混練器３０、ＣＷＰタンク３１からなる。図
６に制御フローを示す。流動層ボイラに後燃えが発生
し、硫黄酸化物濃度ＳＯｘが上昇したとき、もしくは、
フリーボード部内の温度または火炉出口以降の温度が流
動層温度より高くなったとき、微粉炭フィーダ３２の回
転数を減少して、微粉炭バンカー２６からＣＷＰ混練器
３０に供給する微粉量を減らす。または、弁２７の開度
を小さくして、混練水供給源２８からＣＷＰ混練器３０
に供給する水分量を減少させる。このようして製造され
たＣＷＰは、ＣＷＰタンク３１に送られ、ＣＷＰポンプ
４によって流動層ボイラ１８に供給される。本実施形態
では、後燃えが観測された時、ＣＷＰ中の水分量を減少
するか、または、微粉量を減少することによって、流動
層中の燃焼を促進し、流動層外の後燃えを抑制すること
ができる。
【００１４】図７は、本発明の流動層ボイラの制御方法
の第４の実施形態を示す。本実施形態は、燃料であるＣ
ＷＰを炉内に分散するための噴霧空気量を増大して、後
燃えを抑制することに特徴がある。すなわち、噴霧空気
量を増大すれば、流動層内の燃料の偏りはなくなり、流
動層外の後燃えが起きにくくなる。図８に制御フローを
示す。流動層ボイラに後燃えが発生し、硫黄酸化物濃度
ＳＯｘが上昇したとき、もしくは、フリーボード部内の
温度または火炉出口以降の温度が流動層温度より高くな
ったとき、ＣＷＰ噴霧空気量の制御弁３３の開度を大き
くして、噴霧空気量を増大する。これにより、流動層中
の燃焼を促進し、流動層外の後燃えを抑制することがで
きる。
の第４の実施形態を示す。本実施形態は、燃料であるＣ
ＷＰを炉内に分散するための噴霧空気量を増大して、後
燃えを抑制することに特徴がある。すなわち、噴霧空気
量を増大すれば、流動層内の燃料の偏りはなくなり、流
動層外の後燃えが起きにくくなる。図８に制御フローを
示す。流動層ボイラに後燃えが発生し、硫黄酸化物濃度
ＳＯｘが上昇したとき、もしくは、フリーボード部内の
温度または火炉出口以降の温度が流動層温度より高くな
ったとき、ＣＷＰ噴霧空気量の制御弁３３の開度を大き
くして、噴霧空気量を増大する。これにより、流動層中
の燃焼を促進し、流動層外の後燃えを抑制することがで
きる。
【００１５】図９は、本発明の流動層ボイラの制御方法
の第５の実施形態を示す。本実施形態は、流動層ボイラ
の起動時、停止時において後燃えを抑制することに特徴
がある。図９に示ＣＷＰノズルには、液体燃料（軽油、
灯油）を供給する液体燃料用ポンプ３４と切替バルブ３
５の設備が設置してある。ＣＷＰだけを燃焼した時、流
動層温度Ｔ１が７００℃以下では流動層ボイラ出口から
の未燃分が多くなり、後燃えの原因となる。そこで、ま
ず、ボイラ起動時において、流動層温度が規定値の７０
０℃になるまでは、ＣＷＰノズルに液体燃料用ポンプ３
４から切替バルブ３５を通して液体燃料だけを供給して
燃焼し、流動層温度Ｔ１を上昇させる。流動層温度が規
定値の７００℃以上になったら、液体燃料用ポンプ３４
を停止し、液体燃料の供給を停止する。その後、ＣＷＰ
ポンプ４によりＣＷＰの供給を開始し、燃焼を持続す
る。つぎに、ボイラ停止時においては、ＣＷＰの供給を
停止したら、液体燃料の供給を開始し、ボイラ出口以降
の未燃分を完全燃焼した後に、液体燃料の供給量を徐々
に減少して、流動層温度Ｔ１を低下させる。このように
して、流動層ボイラの起動時、停止時の後燃えを抑制す
る。
の第５の実施形態を示す。本実施形態は、流動層ボイラ
の起動時、停止時において後燃えを抑制することに特徴
がある。図９に示ＣＷＰノズルには、液体燃料（軽油、
灯油）を供給する液体燃料用ポンプ３４と切替バルブ３
５の設備が設置してある。ＣＷＰだけを燃焼した時、流
動層温度Ｔ１が７００℃以下では流動層ボイラ出口から
の未燃分が多くなり、後燃えの原因となる。そこで、ま
ず、ボイラ起動時において、流動層温度が規定値の７０
０℃になるまでは、ＣＷＰノズルに液体燃料用ポンプ３
４から切替バルブ３５を通して液体燃料だけを供給して
燃焼し、流動層温度Ｔ１を上昇させる。流動層温度が規
定値の７００℃以上になったら、液体燃料用ポンプ３４
を停止し、液体燃料の供給を停止する。その後、ＣＷＰ
ポンプ４によりＣＷＰの供給を開始し、燃焼を持続す
る。つぎに、ボイラ停止時においては、ＣＷＰの供給を
停止したら、液体燃料の供給を開始し、ボイラ出口以降
の未燃分を完全燃焼した後に、液体燃料の供給量を徐々
に減少して、流動層温度Ｔ１を低下させる。このように
して、流動層ボイラの起動時、停止時の後燃えを抑制す
る。
【００１６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
硫黄酸化物濃度の大きさによって後燃えを判断し、ま
た、流動層ボイラのフリーボード部の温度または発生し
た排ガスが通過する流動層ボイラ出口以降の特定機器の
温度が流動層の温度より増大したとき、後燃えが起きた
と判断し、この後燃えが起きたとき、流動層ボイラの操
作因子である酸素濃度、空塔速度、流動層温度が適正な
範囲を維持するように、燃焼用空気または燃料を制御す
るので、直ちにフリーボード部および流動層ボイラ出口
以降の特定機器における後燃えを抑制することができ、
急激な後燃えによる機器類の破損を防止することができ
る。また、後燃えが起きたとき、ＣＷＰ製造のための微
粉量または水分量を減少するように制御し、または、Ｃ
ＷＰ噴霧用空気量を増大するように制御するので、流動
層中の燃焼を促進し、後燃えを抑制することができる。
また、ＣＷＰと液体燃料を使用し、流動層ボイラの起
動、停止時にＣＷＰに替えて液体燃料を供給することに
よって、後燃えの発生を防止することができる。
硫黄酸化物濃度の大きさによって後燃えを判断し、ま
た、流動層ボイラのフリーボード部の温度または発生し
た排ガスが通過する流動層ボイラ出口以降の特定機器の
温度が流動層の温度より増大したとき、後燃えが起きた
と判断し、この後燃えが起きたとき、流動層ボイラの操
作因子である酸素濃度、空塔速度、流動層温度が適正な
範囲を維持するように、燃焼用空気または燃料を制御す
るので、直ちにフリーボード部および流動層ボイラ出口
以降の特定機器における後燃えを抑制することができ、
急激な後燃えによる機器類の破損を防止することができ
る。また、後燃えが起きたとき、ＣＷＰ製造のための微
粉量または水分量を減少するように制御し、または、Ｃ
ＷＰ噴霧用空気量を増大するように制御するので、流動
層中の燃焼を促進し、後燃えを抑制することができる。
また、ＣＷＰと液体燃料を使用し、流動層ボイラの起
動、停止時にＣＷＰに替えて液体燃料を供給することに
よって、後燃えの発生を防止することができる。
【図１】本発明の流動層ボイラの制御方法の第１の実施
形態
形態
【図２】本発明の第１の実施形態の制御フロー
【図３】本発明の流動層ボイラの制御方法の第２の実施
形態
形態
【図４】本発明の第２の実施形態の制御フロー
【図５】本発明の流動層ボイラの制御方法の第３の実施
形態
形態
【図６】本発明の第３の実施形態の制御フロー
【図７】本発明の流動層ボイラの制御方法の第４の実施
形態
形態
【図８】本発明の第４の実施形態の制御フロー
【図９】本発明の流動層ボイラの制御方法の第５の実施
形態
形態
【図１０】火炉出口の酸素濃度とフリーボード部の温度
上昇との関係を示す図
上昇との関係を示す図
【図１１】空塔速度とフリーボード部の温度上昇との関
係を示す図
係を示す図
【図１２】従来例
１ 酸素濃度の検出器 ２、１９、２０ 硫黄酸化物濃度の検出器 ３ 空気量制御手段 ４ ＣＷＰポンプ ５ 流動媒体 ６ フリーボード ７、８、２３、２４、２５ 温度計 ９、１１ 高温ガス配管 １０ サイクロン １３ ガスタービン １５ 触媒脱硝装置 １６ 煙突 １８ 流動層ボイラ ２１ １次サイクロン ２２ ２次サイクロン ２７ 混練水調節弁 ３０ ＣＷＰ混練器 ３２ 微粉炭用フィーダ ３３ ＣＷＰ噴霧空気量制御弁 ３４ 液体燃料用ポンプ ３５ ポンプ切替用バルブ ３６ 速度計
フロントページの続き (72)発明者 稲田 徹 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 大木 勝弥 広島県呉市宝町６番９号 バブコック日立 株式会社呉工場内 (72)発明者 岩瀬 徹哉 広島県呉市宝町６番９号 バブコック日立 株式会社呉工場内
Claims (8)
- 【請求項１】 燃料と燃焼用空気を流動して燃焼する流
動層ボイラであつて、流動媒体の流動層温度を測定する
手段と、流動層内の空塔速度を計測する手段と、流動層
ボイラ出口の排ガス中の硫黄酸化物濃度を検出する手段
および酸素濃度を検出する手段と、流動層ボイラのフリ
ーボード部の温度を測定する手段および発生した排ガス
が通過する流動層ボイラ出口以降の特定機器の温度を測
定する手段を備え、前記硫黄酸化物濃度が増大したと
き、ないしは、前記フリーボード部の温度または前記特
定機器の温度が前記流動層の温度より増大したとき、流
動層ボイラの操作因子である酸素濃度、空塔速度、流動
層温度が適正な範囲を維持するように、燃焼用空気また
は燃料を制御することを特徴とする流動層ボイラの制御
方法。 - 【請求項２】 請求項１において、前記硫黄酸化物濃度
が増大し、前記酸素濃度および前記流動層の温度が規定
値以上であり、前記空塔速度が予め定めた範囲の規定値
以上のときには、前記燃焼用空気を低減し、前記範囲の
規定値以下のときには、前記燃焼用空気を増加すること
を特徴とする流動層ボイラの制御方法。 - 【請求項３】 請求項１において、前記硫黄酸化物濃度
が増大し、前記流動層の温度が所定値以上、前記空塔速
度が予め定めた範囲の規定値にあり、前記酸素濃度が規
定値以下のときには、前記燃料を低減し、また、前記酸
素濃度が所定値以上、前記空塔速度が予め定めた範囲の
規定値にあり、前記流動層の温度が規定値以下のときに
は、前記燃料を増加することを特徴とする流動層ボイラ
の制御方法。 - 【請求項４】 請求項１において、前記フリーボード部
の温度または前記特定機器の温度が前記流動層の温度よ
り増大し、前記酸素濃度および前記流動層の温度が規定
値以上であり、前記空塔速度が予め定めた範囲の規定値
以上のときには、前記燃焼用空気を低減し、前記範囲の
規定値以下のときには、前記燃焼用空気を増加すること
を特徴とする流動層ボイラの制御方法。 - 【請求項５】 請求項１において、前記フリーボード部
の温度または前記特定機器の温度が前記流動層の温度よ
り増大し、前記流動層の温度が所定値以上、前記空塔速
度が予め定めた範囲の規定値にあり、前記酸素濃度が規
定値以下のときには、前記燃料を低減し、また、前記酸
素濃度が所定値以上、前記空塔速度が予め定めた範囲の
規定値にあり、前記流動層の温度が規定値以下のときに
は、前記燃料を増加することを特徴とする流動層ボイラ
の制御方法。 - 【請求項６】 燃料と燃焼用空気を流動して燃焼する流
動層ボイラであつて、流動媒体の流動層温度を測定する
手段と、流動層ボイラ出口の排ガス中の硫黄酸化物濃度
を検出する手段と、流動層ボイラのフリーボード部の温
度を測定する手段および発生した排ガスが通過する流動
層ボイラ出口以降の特定機器の温度を測定する手段を備
え、前記硫黄酸化物濃度が増大したとき、ないしは、前
記フリーボード部の温度または前記特定機器の温度が前
記流動層の温度より増大したとき、ＣＷＰ製造のための
微粉量または水分量を減少することを特徴とする流動層
ボイラの制御方法。 - 【請求項７】 燃料と燃焼用空気を流動して燃焼する流
動層ボイラであつて、流動媒体の流動層温度を測定する
手段と、流動層ボイラ出口の排ガス中の硫黄酸化物濃度
を検出する手段と、流動層ボイラのフリーボード部の温
度を測定する手段および発生した排ガスが通過する流動
層ボイラ出口以降の特定機器の温度を測定する手段を備
え、前記硫黄酸化物濃度が増大したとき、ないしは、前
記フリーボード部の温度または前記特定機器の温度が前
記流動層の温度より増大したとき、ＣＷＰ噴霧用空気量
を増大することを特徴とする流動層ボイラの制御方法。 - 【請求項８】 ＣＷＰ燃料と燃焼用空気を流動して燃焼
する流動層ボイラであつて、流動媒体の流動層温度を測
定する手段と、液体燃料を供給する手段を備え、前記流
動層ボイラの起動時には、前記流動層温度が規定値に達
するまで液体燃料を供給し、その後、ＣＷＰを供給し、
また、前記流動層ボイラの停止時には、ＣＷＰの供給を
停止した後、前記液体燃料を供給し、その後、液体燃料
供給量を減少して停止することを特徴とする流動層ボイ
ラの制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29130796A JPH1089618A (ja) | 1996-09-13 | 1996-09-13 | 流動層ボイラの制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29130796A JPH1089618A (ja) | 1996-09-13 | 1996-09-13 | 流動層ボイラの制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1089618A true JPH1089618A (ja) | 1998-04-10 |
Family
ID=17767211
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29130796A Pending JPH1089618A (ja) | 1996-09-13 | 1996-09-13 | 流動層ボイラの制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1089618A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008157473A (ja) * | 2006-12-20 | 2008-07-10 | Chugoku Electric Power Co Inc:The | 加圧流動床複合発電システム及び加圧流動床ボイラーの層高を一定に維持する方法 |
-
1996
- 1996-09-13 JP JP29130796A patent/JPH1089618A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008157473A (ja) * | 2006-12-20 | 2008-07-10 | Chugoku Electric Power Co Inc:The | 加圧流動床複合発電システム及び加圧流動床ボイラーの層高を一定に維持する方法 |
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