JPS6042242Y2 - 流動層燃焼装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は流動層燃焼装置に係り、特に幅広い負荷変動に
対して容易かつ迅速に追従することができる流動層燃焼
装置に関する。

流動層燃焼装置は、低品位の石炭や各種のスラッジを燃
焼させることができると同時に、伝熱コイルとの伝熱係
数が高く、近年大いに注目されている。

しかしながら、従来の流動層燃焼装置は、負荷の変動に
追従することが容易ではなかった。

これは、安定な流動燃焼状態を維持するためには流動層
内温度を燃料の燃焼温度以上に保つ必要があり、そのた
め重油燃焼装置等とは異なり燃料供給量の変化によって
負荷の変動に対処することが困難であったからである。

このような負荷の変動に追従しうる流動層燃焼装置とし
て、既に幾つかの提案がなされている。

例えば、流動媒体の一部を炉外に抜き出し、流動層から
伝熱管群を露出させ伝熱率を低下させるもの、あるいは
、流動層室及び風箱を２以上に区画し、区画部のいずれ
かに供給される空気量を減少させ、燃料の供給を停止し
て固定層とし、これによって熱発生量を減少させるもの
等である。

しかしながら、前者においては、流動媒体が減少するた
め流動層が不安定になるという問題があり、又後者にお
いては、流動化していない区画の温度が低下し、長時間
放置すると流動媒体、灰分などが凝集・固着してしまい
、再度流動燃焼化することか困難になり、著しい場合に
は一度運転を中断して凝固物を取り除いてから再起動し
なければならないという問題があった。

本考案の目的は上述のような従来技術の問題点を解消し
、幅広い負荷変動に対して容易かつ迅速に追従しうる流
動層燃焼装置を提供することにある。

本考案は、燃焼室、風箱及びこれらの間を仕切る多孔板
とを有する流動層燃焼装置において、前記風箱が２以上
の小風箱からなり、かつこれらの小風箱の各々に流量調
節器を介設した空気供給管と不燃性ガス供給管とを接続
することにより前記目的を遠戚しようとするものである
。

以下、本考案を添付図面に示す実施例によって説明する
。

第１図は、本考案の一例を示す流動層ボイラの概略構成
図である。

第１図において、流動層ボイラ１には、風箱２、多孔板
３、燃焼室４が設けられている。

風箱２は小風箱２Ａ〜２Ｅからなっており、これらの小
風箱には各々ダンパ５Ａ〜５Ｅを介設した空気供給管６
Ａ〜６Ｅと、ダンパ７Ａ〜７Ｅを介設した燃焼排ガス供
給管８Ａ〜８Ｅとが接続されている。

管６Ａ〜６Ｅ、８Ａ〜８Ｅの他端はそれぞれ空気ブロワ
９、燃焼排ガスブロワ１０に接続されている。

ダンパ５Ａ〜５Ｅ及び７Ａ〜７Ｅは、負荷検出器１１を
備えたダンパ制御器１２によって開閉が制御される。

負荷検出器は任意のものが採用でき、例えば蒸気流量検
出方式のものなどが採用される。

燃焼室４には伝熱管１３Ａ、１３Ｂのほか、ダンパ１４
を介設した後燃焼用空気供給管１５が設けられている。

図中１６は流動層である。本実施例の流動層ボイラにお
いては、それ自身の燃焼排ガスの一部を再循還させ不燃
性ガスとして用いるようになっている。

このように構成された流動層ボイラにおいては、負荷１
００％の燃焼運転中、空気は供給管６Ａ〜６Ｅから小風
箱２Ａ〜２Ｅに供給され、多孔板３を通過して燃焼室４
に入り、燃焼反応に関与しつつ流動媒体を流動化し流動
層１６を形成する。

この状態においては、ダンパ７Ａ〜７Ｅはすべて閉じら
れていて、燃焼排ガスは吹き込まれていない 次に負荷が１００％から８０％に減少したときは、任意
の１つの小風箱、例えば２Ａに接続する空気供給管のダ
ンパ５Ａが閉じられて空気の供給が停止され、替わりに
ダンパ７Ａが開けられ燃焼排ガスが吹き込まれる。

ダンパ７Ａの開度は流動層を安定した流動状態に保持す
るのに十分な量のガスを供給するように設定される。

この操作を行うことにより小風箱２Ａ上方部の流動層に
おける酸素濃度は急速に減少腰それに伴い該部分の燃焼
反応が急速に沈静化するようになる。

そのため流動層全体の熱発生量は急速に８０％にまで減
少することになり、急激な負荷の減少に対して迅速に追
従することが可能となる。

しかもこの時小風箱２Ａ上方部では燃焼排ガスが十分に
供給されているから流動層自体は安定な流動状態に保持
されていて、長時間この状態におかれても流動媒体、灰
分などが凝集・固着することがない。

そのため逆に負荷が８０％から１００％に増大した場合
には、ダンパ７Ａを閉じダンパ５Ａを開けるという上記
の操作と逆の手順からなる操作を行なって空気を供給す
ることにより、小風箱２Ａ上方部の流動層の燃焼反応を
急速に再活発化することができ、流動層全体の熱発生量
を急速に増加させ急激な負荷の増大に対して迅速に対応
することが可能となる。

また、空気供給管のダンパ５Ａを少量閉じ、替わりに燃
焼排ガス供給管のダンパ７Ａを少量開けると、小風箱２
Ａ上方部の流動層中の酸素濃度が少量減少しその分だけ
燃焼反応が沈静化する。

これにより、１００％と８０％の中間の負荷に対しても
、流動層全体の熱発生量を追従させることができる。

また、この場合ダンパ７Ａを閉じダンパ５Ａ開度を大き
くすることにより熱発生量を急速に増大させることがで
きる。

このようにして１００％から８０％の間の負荷の変動に
対して、敏速に対応することが可能となる。

同様に、任意の２つの小風箱例えば２Ａ、２Ｂに接続す
る空気供給管のダンパ５Ａ、５Ｂの開度を下げ、燃料排
ガス供給管のダンパ７Ａ、７Ｂの開度を上げることによ
り、１００％〜６０％の間の負荷の変動に対して敏速に
対応することができる。

以下同様に１００％〜４０％、１００％〜２０％、１０
０％〜０％の負荷の変動に対しても敏速に対応すること
ができる。

なお、負荷の減少が大幅でありそれに追従して熱発生量
も減少し流動層の温度が全体として低下したため負荷の
再上昇に対応する熱発生量の増大の速度が小くなる場合
には、起動用バーナを点火することにより急速に熱発生
量を増大させることができる。

本考案においては、小風箱の数は２以上であればその目
的を遠戚することができるが、特に４以上であれば負荷
変動の幅を細かくとり熱発生量の制御を正確に行うこと
ができるので好ましい。

例えは小風箱の数が２であれば、１つの小風箱に接続す
る空気供給管及び燃焼排ガス供給管のダンパの操作によ
る熱発生量の制御幅は５０％であるのに対し、小風箱の
数が４であれば、この制御幅は２５％となるので、熱発
生量の制御をより正確に行うことができる。

実施例において不燃性ガスとして用いた燃焼排ガスは、
非燃焼性で酸素含有量が僅少なものであれば代替可能で
あり、例えば窒素、炭酸ガスなども使用できる。

実施例のように流動層ボイラの燃焼排ガスを使用すれば
その顕熱を利用できるとともに価格も低廉となり好まし
い。

燃焼排ガスとしては、他の燃焼装置の燃焼排ガスをも使
用することができる。

また、管６Ａと８Ａとをあらかじめ接続した後、共通の
気体供給管によって小風箱２Ａに接続してもその作用効
果に差異はなく、管６Ｂ〜６Ｅ、８Ｂ〜８Ｅについても
同様である。

なお、本考案においては、ダンパ５Ａ〜５Ｅの開度を各
々小量中さくし、ダンパ７Ａ〜７Ｅを各々少量間ける操
作によって流動層に供給される空気量を全体的に減少さ
せ流動層温度を低下させることも、安定な流動燃焼状態
が保持される範囲内で採用可能である。

この場合において流動層内が還元雰囲気となったときは
、後燃焼用空気供給管１５から空気を吹き込み後燃焼さ
せる。

以上流動層ボイラについての実施例にもとづいて詳述し
たが、当然ながら本考案は流動層焙焼炉など他の流動層
燃焼装置についても実施可能である。

以上詳述したように本考案によれば次のような効果があ
る。

（１）流動層内における燃焼部分の容積を急速に増大・
減少させることができるから、負荷の変動に迅速に対応
できるとともにその操作も極めて簡便である。

（２）流動層内における燃焼部分の容積を任意に調節で
きるから、幅広い負荷の増減に対応できる。

（３） 常に流動層全体が安定な流動状態にあるから
、極めて低品位の石炭や、重質スラッジなどをも安定に
燃焼させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一例を示す流動層燃焼装置の概略構成
図である。 ２Ａ〜２Ｅ・・・・・・小風箱、３・・・・・・多孔板
、５Ａ〜５Ｅ、？Ａ〜７Ｅ・・・・・・ダンパ、６Ａ〜
６Ｅ・・間空気供給管、８Ａ〜８Ｅ・・・・・・燃排ガ
ス供給管、１１・・・・・・負荷検出器、１２・・・・
・・ダンパ制御器、１３Ａ、１３Ｂ・・・・・・伝熱管
。

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. （１）燃焼室、風箱及びこれらの間を仕切る多孔板とを
   有する流動層燃焼装置において、前記風箱が２以上の小
   風箱からなり、かつこれらの小風箱の各々に、流動調節
   器を介設した空気供給管と燃焼排ガス供給管とを接続し
   たことを特徴とする流動層燃焼装置。
2. （２）実用新案登録請求の範囲第１項において、流動調
   節器が、流動層燃焼装置の負荷の変動に応じて作動する
   ようになっていることを特徴とする流動層燃焼装置。
3. （３）実用新案登録請求の範囲第１項又は第２項におい
   て、小風箱の数が４以上であることを特徴とする流動層
   燃焼装置。