JPS6111512A

JPS6111512A - 流動ベツドを有する燃焼室の点火方法と、この方法を使用するパワープラント

Info

Publication number: JPS6111512A
Application number: JP60127901A
Authority: JP
Inventors: ロイネ　ブランストローム
Original assignee: Asea Stal AB
Current assignee: ABB Stal AB
Priority date: 1984-06-13
Filing date: 1985-06-12
Publication date: 1986-01-18
Also published as: ES8700744A1; SE457560B; EP0164692A2; EP0164692A3; ES544101A0; SE8403162D0; DE3582276D1; US4584949A; EP0164692B1; SE8403162L

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利川分野）本発明は主とｂで圧力容器内に封入されに１１焼室内に
加圧されたＰＩｆｔ動ベッドを右するパワープラント（
ＰＦＢＧ）において、前記流動ベッド内で燃料を燃焼さ
せるようになった燃焼室を点火する方法に関する。さら
に本発明は前記方法を利用する装置を備えたパワープラ
ントに関する。

（従来の技術）流動ベッド内の燃焼を開始させるためには多くの方法が
提案されている。最も普通な方法はベッドを通りかつこ
のベッドを流動化せしめ得る高温ガスによりベッドの全
体またはその限られた部分を加熱することである。この
ガスは１．−とえばガス状または液状物質を燃焼させる
特別の燃焼室内において加熱される。なおベッド材料の
加熱はベッドの下方においてガスを直接燃焼させること
によって行われる。ベッドの温度が上昇すれば、供給さ
れた熱の漸次増加する部分がガスと共にベッドから逸出
号る。加熱段階の終りに近づけば安定状態が１１１られ
、この状態においてはベッドの温度は加熱ガスの温Ｊ１
とほぼ等しくなり、かつ供給された熱の全部が、ｔＩＡ
ｖＬｖの余裕高から出るガスと共に逸出するようになる
。

公告番号が第４２３．９２８号なるスイス特許第７８０
９５５９−３号（米国特許第４．３７８．２０６号に対応する）には、加圧燃焼室を
右する燃焼プラントにして起動ベッド材料が、複数の点
火１１焼室内で発生し、かつ複数のノズルを通してベッ
ドに導入される高温ガスによって点火温度まで加熱され
るようになったプラントが記載されている。

（発明の概要）本発明によれば点火は、流動ベッド内で燃料を１！ｆＶ
Ｌさせるようになったパワープラントの燃焼室の中で行
われ、前記燃料はベッド材料を流動化せしめかつ供給さ
れ／、：　［ＰＩをベッド＠料によって燃焼させるよう
１こ１．′につ！：二空気と」（に供給され、前記ベッ
ド材料は１！ｉｆｌの自白火すなわち自然発火温匪と等
しいまたはこれを越える温度で、隔離された容器の中に
貯蔵される。加熱されたベッド材料は敏速にｗＡ焼室に
転送すべきで、点火燃料はこの加熱されたベッド材料に
供給される。この敏速な転送を行うために、加熱された
ベッド材料は燃焼室から隔離された容器の中に貯蔵され
、かつ該容器と燃焼室との間に位置する弁を備えた、実
質的に垂直なまたは著しく傾斜した導管を通して燃焼室
に転送される。点火起動燃料は燃焼室に対するベッド材
料の転送と同時に、またはその直後に加熱ベッドに供給
される。転送ベッド材料が常態運転時における燃焼室の
運＠温度に対応する温度に達すれば、この常態運転時に
使用される燃料を点火起動燃料として使用し得るように
なる。しかしながら自点火温度の低い特別の起動燃料を
使用することが望ましい。このＩＩ貯蔵容器内の起動ベ
ッド材料の温度は低いことがあるが、燃焼室に供給され
るベッド材別の場合は該ベッド材料の大きな冷ＩＩＩ１
作用は許容される。この温度は起動燃料の選択に影響を
およぼす。燃焼室のさらに信頼度の大なる点火および起
動は適当に選択された特別の起動１１ｉ１Ｆｌを使用す
ることによって行われる。ベッド材料は起動１１１１！
！料と共に常態運転帽り普通は７５０〜９５０度Ｃまで
加熱される。この加熱が行われる時には常態ｉｌ料への
交換は効果的に行われる。

本発明ににれば燃焼室底部のノズルを通る空気の流れは
一時的に減少せしめられ、その上で燃料の点火温度まで
加熱されたベッド材料が燃焼室に導入される。このよう
ににして燃焼室に転送されるベッド合成物の冷却は低下
する。次いで底部ノズルを通る空気の流動が再び増加せ
しめられ、高温のベッド材料が流動化されるようになる
。ｗ４時に１１１１１、すなわち自点火温度の低い特別
の起！ｌｌ燃料が追加される。ベッド材料は常態運転帽
したとえばほぼ７５０〜９５０度Ｃまで加熱され、かつ
加熱時内の適当な時間にわたって前記起動！ＰＩが相次
いでプラントの普通のｉ６５Ｆｌと置換される。

圧力容器内に封入された燃焼室によって作動する加圧流
動ベッドにおいては、該燃焼室の底部を通る流量の減少
は、圧力容為空間と燃焼室の余裕高さとの連結部分内の
弁を開くことによって行われ、それによってこれら空間
の間の圧力差が減少し、したがって空気のある聞がバイ
パスするようになる。

他の方法によれば前記起ｉ１１ｆＭＦｌは、燃焼室に対
する転送が行われる１１１に、加熱されｌこベッド材料
と混合せしめられる。この場合１１導管内のいわゆるＬ
型置に対Ｊる活性化ガスである燃焼空気に供給され、ベ
ッドＩ４＄１を燃焼室に転送１るようになっている。こ
のｆｊ法の利魚はｓｎが供給される前にベッド材料が冷
ＪＪＩ　ｊＳれ＜Ｔいと言うことである。

本発明によるバリー１ラン１−は少、ｔ　＜とｂ−つの
、なるべくは複数のベッド林料含有隔離貯蔵容器を有し
、該容器はベッド材料を加熱しかつ（または）該ベッド
林利の温度を繍持するための加熱装置を備えている。こ
の容器から燃焼室に導管が延び、この導管によって高温
ベッドＩＩＦ＋を燃焼室に敏速に転送し得るようになっ
ている。さらに好適な実ｗＭ＠においては、燃焼室の底
部を通る空気の流量を一時的に減少させるための装冒と
、ベッド材料が空気流量の増加にＪ：つて流動化された
時に、該ベッドＩｌｌに熱を供給するための装置とが設
けられている。

圧縮された燃焼空気を含む圧力容器内に位欝する燃焼室
の中に加Ｉｆされた流動ベッドを有するプラン１〜にお
いては、圧力容器空間と余裕高との間に弁を右１−る少
なくとも一つの連結部分が設けられている。さらにこの
弁のＷａｌＩｉ、容器からの加熱ベッド材ＩＩの転送、
前記弁の閉鎖および点火燃料供給の聞りｒｉ４！：同調
さｔ！るＬ−めの制御装置が設けられる。

次に添（４１９１４而によって本発明の実施例を説明す
る。

（実施例）本発明によるパワープラントは低圧圧縮１１１、高圧圧
縮Ｉ１２、高圧タービン３、低圧タービン４および発電
機６を駆動する出カタービン５を有している。本実施例
は普通の３軸装置であり、対応する軸の上に低圧部分、
高圧部分、出カタービンおよび発電機を有している。本
実施例はいくつかの可能配詔の一つを承すものである。

タービン３．４．５はイのエネルギーを圧力容器１０、
いわゆるＰ　Ｆ　１３　Ｇプラント内の、燃焼室８を有
する燃焼室プラントフから受入れる。圧縮機１，２は空
間１１に燃焼空気を供給１る。全出力時には圧力は０．
５〜３−　ＯＭＰａどなる。燃焼室８はノズル１３を備
えた底部１２を有し、このノズルを通しｒｉｍ焼室８に
、ベッド１４を流動化するための空気１ｆｉ　ＩＩＬ給
され、かつ該ベッド１４に供給された燃料ｌメ燃焼−ミ
しめられる。ベッド材料は粒状を呈し、かつ硫黄吸収剤
、たとえば石灰石またはドロマイ１−よりなっている。

ベッドの高さは負荷にしたがって変化する。最低ベッド
面は１５によって表わされ、最高ベッド向は１６によっ
て表わされている。このベッドの高さはヨー０ツバ特願
第８／１．１０４，８２１．８号に記載されているｈ法
および装置によって、ベッド林料を燃焼室８から貯蔵容
器に転送し、かつ該材料を燃焼室８に復帰ざ甘ることに
よって変えることができる。

燃料は燃料装置１７にＪ：つてベッド１４に供給される
。ベッド１４内に発生した燃焼ガスは燃焼室８０余裕８
１８の中に集積し、かつ導管２０を通して燃焼室から流
出し、サイクロン２１，２２゜２３内において浮遊灰分
が除去され、さらに導管２４によつ［高圧タービン３に
導かれる。図には直ダ１に連結されたサイクロンの群が
示されており、実際には並列に連結された複数のこのよ
うな群が設置」られる。ベッドから出た後、サイクロン
２１゜２２．２３内で分離された灰および他の粉末は周
知の態様で、たとえばス■−デン特願第８２０５７／１
８−０号（日本特願第１８７６５９／８３号に対応する
もの）に記載されている型の灰排出装昭２５ににって排
出される。この灰排出装冒はｍｍ室底部１２の下方の巾
数または複数の空気プレナムまたは管路２６の中に配置
することができる。前記管路２６と空間１１との闇にお
いて人口１９には弁２７が設けられ、この弁によって空
気の流量を調節することができる。複数の空気管路が設
置Ｊられる騙合には室の間にお番」る空気流量の配分を
調節し１ワるようにされる。灰ＩＩＩ出装＠２５は管路
２６内の流動空気の中に適当に位置決めされ、同時に灰
冷ｉＪｌ器を形成する。この灰ＪＪＩ：出装置から出た
灰は１１１１集容器２８に導かれ、ここで灰は搬送用ガ
スから分離される。このガスは容器２８から出る前にフ
ィルタ２９によって浄化される。

燃料装置は普通のｉＩ料、たとえばプラントの普通の運
転に使用される破砕石炭に対する第１容器３０と、点火
燃料、たとえば自点火温度の低いココナツツ殻、鋸屑、
木屑等に対する第２容器３１とよりなっている。さらに
この燃料装置は容器３０．３１から燃料搬送管３４に燃
料を送るための回転羽根供給１１３２．３３を有してい
る。搬送ガスは空１１１１から適当に空気を取入れる圧
縮機３５から得られる。回転送給機３２．３３はそれぞ
れを−ター３６．３７にＪ：って駆動され、該モーター
の回転速度はプラント内の変換器（図示せず）と連通す
る制御装置３８によって制御される。

ｆｉＩ配燃料は複数のノズル（図示せず）によってベッ
ド１４に導入される。

燃焼室８に隣接する圧力容器の中には絶縁物４１にＪ：
つ−τＩｌｌ１ｍされＩこ少なくとも一つの容器４０が
設曝」られ、高温ベッド材料を貯蔵するようになってい
る。この容器４０は加熱器４２、たとえば適当１．Ｔ：
電気抵抗素子を備え、ベッド材料を保持し、ま／、：　
ＧＥＬベッド材料を少なくとも特別起動燃料の自点火温
度まで加熱するよう虹なっている。

容器４０は機械弁４４ａ（第１図に示された実施例）ま
たは１−型弁４４ｂ（第２図に示された実施例）を備え
ｌこ第１導管４３によって燃焼室８と連通し、高温ベッ
ド材料を燃焼室に転送するようになっており、さらに燃
焼室８から容器４０に転送するための第２導管４５を有
している。第２図に示されたＬ型置を有する実施例にお
いては、弁４９を備えた導管３９が設けられ、この導管
を通して空ｓｉｉから１．型置に空気が供給され、該り
型弁４４ｂ内の材料を流動化すると共に、この弁の■塞
をＲＩ　ＩｌニーＪるようになっている。前記導管３９
にはブースタｌｆ縮１ａ７０を段重」ることができる。

導管４３ｕ容ｖ！Ａ４０内のベッド材料を敏速に、なる
べくは３０秒以内に燃焼室に転送し１２１るような搬送
能力をイ１１るｌノのとなＪべきである。作動装置４８
に１つ【−作動される弁４７を協えｔｃＷＪ管４６を通
して、容器４０は流動ベッド１４Ｊ：り圧力の低い空１
１１１に連結される。このようにして容器４０内の圧力
を低下せしめ、導管４５により燃焼室８から容ＰＪ４０
にベッド合成物を転送し得るようになる。導管４６は絞
り装置５０を通して適当に空［１１と連結され、したが
って恒久的に空気の小さな流動が得られるようになって
いる。

漏洩弁４７の場合はこの空気の８１１１＋が、該弁４７
を通って燃焼室から高温ガスが流出するのを阻止する。

ヨーロッパ特願第８４１０４８２１−８号には同様な貯
蔵容器と、該容器および燃焼室間のベッド材料の転送方
法が記載されているが、これはベッドの高さを制御する
だけのものである。

特別の起動燃料は別個の起動燃料容器７１から導管３９
内の活性空気に供給することができる。

この容器７１と導管３９との間には燃料の流量をｆｉｌ
ｌｌｌｌするための回転送給１１７２または飽の装置が
設けられている。それぞれブースタ圧縮１１７０および
１１転送給１１７２の駆動モーター７３．７４はｌＩＩ
ｌｌｌｌＪ線７６　、　）　フ　、　フ　８　ヲ通ｂｒ
Ｊｔ通ノｖｌｌｌＨ首８０に接続されている。

第２図に示される如く険しく傾斜した導管４３の中にｌ
−型弁４４ｂを設υることにより、高温ベッド材別に対
する供給導管の中に機械的可動弁部分を配置する必要が
なくなる。さらに弁を作動するためのガス吊が極く少な
くて演むような大きなベッド林ａｍ吊が得られるように
なる。はぼ５００キロのベッド材料を供給するための搬
送ガスはほぼ１キロで良い。直径がほぼ１５０ミリメ１
−ルの搬送管の場合は、毎秒のベッド材料の流量は１０
〜２０キロとなる。

このプラントは発電機５２を駆動する蒸気タビン５１を
有している。前記タービン５１に対する蒸気は燃焼室８
内の管］イル５３によって発生される。この管コイルは
全燃焼室出力および最大ベッド高さの場合には完全に８
１動ベッド１４の中に入る。この管］イル５３には給水
ポンプ５４によって給水タンク（図示せず）から給水が
供給される。

燃焼室８の余裕高１８は作動装置５６を有する弁５５（
バイパス弁）を通して圧力容器１０内の空ｍ１１と連通
せしめられ、それによってこれら二つの空間の圧力差が
減少する。底部１２のノズル１３を通る空気の流れは、
弁５５が開いた時に減少しまたは完全になくなる。

低圧圧縮機１および高圧圧縮１１２はそれぞれカップリ
ング５９．６０によって起動モーター５フ。

５８に連結することができる。

プラントを起動する時には起動モータ５フ。

５８が圧縮１１１．２に連結され、かつポンプによって
圧力容器空間１１に空気が送給される。１１１焼室を通
しである間の空気流動が得られる。弁開口１９、空気管
！！８２６、ノズル１３およびベッド１４内のベッド材
料の中の流動抵抗によって圧力が低下し、圧力容器１０
の空ｆｌ１１１と余裕高１８との間に圧力差が生じるよ
うになっている。空間１１内に連携された所定の圧力が
生じれば、弁５５が開き、前記空１１１１と余裕高１８
との間の圧力が平衡するようになる。弁５５内の流動抵
抗は残りの圧力差と、底部１２を通る連続空気流量とを
決定する。この空気重量は少なくすべきであり、したが
って弁５５はその面積が大であると共に、抵抗が小でな
ければならぬ。弁の面積はノズル１３の全面積より大と
すべきで、その数倍となるようにすることが望ましい。

燃焼室８に対する空気流聞の大部分は弁５５を通る。弁
５５の大きさは空気流聞の大部分、たとえばその７０〜
９０％が弁５５を通りかつその少量だけがノズル１３を
通るようにされる。

適当な点火温度、６００〜９００度Ｃまで加熱されたベ
ッド材料は容器４０（単数または複数）の中に入ってい
る。導管内の弁４４ａが翻かれ、またはＬ型弁４４ｂに
搬送空気が供給され、かつベッド材料は導管４３を通っ
て燃焼室８に落下する。この導管４３はベッド材料が燃
焼室に敏速に送給されるような大きさの面積を有するも
のとすべきである。その目的はほぼ３０〜６０秒以内に
安定した流動化と１１１ｍを行うための最小ベッド高さ
が得られるようにすることである。送給を敏速にするに
は複数の容器４０を使川する必要がある。

所要のベッド材料温度は特に該ベッド材料の送給を如何
にして速くするかと言うことと、この送給が行われる時
にノズル１３を通る冷却空気の流量および燃焼室の始ｌ
ｉｌＩｗ＆に使用される燃料の点火温度とによって左右
される。

最小のベッドが得られた時に弁５−５が適所され、した
がって空間１１と余裕高１８との圧力差が増加し、かつ
全空気Ｗｔ量がノズル１３を通り、最小ベッド１４内の
材料が流動化される。同時に燃料の送給が開始される。

なおベッド１４の温度はこの送給される燃料の自点火温
度より高くする必要がある。ベッド温度が非常に高い場
合には燃焼室を点火する時に普通のｌ！料、たとえば破
砕石炭を使用することができる。温度の急変に起因して
発生する応力を減少させるためには、点火の行われる前
に燃焼室をある程度予熱すると共に、ベッド材料の温度
を比較的低くすることが望ましい。したがって低温疫で
点火する特別の起動燃料を使用する方が良い。特に］］
ナツツの破砕殻、鋸屑または木屑等は起動燃料として適
当である。なお液状またはガス状の点火燃料も使用する
ことができる。

１回目の始動が失敗した時に、いくつかの始動方法を試
み得るようにプラントには複数の容器４０が設けられて
いる。これら容器の単数または複数のものを使用して各
始動方法を試みることができる。第１図に示される如く
一つの容器４ｏは使用されておらず、したがって１１焼
室８の始動後においてもベッド材Ｆ１６１が充填されて
いる。第２図はベッド材料が空になって、燃焼室８が消
火されている状態を示す。

４゜

【図面の簡単な説明】

第１図はパワープラントを示す路線図、第２図は加熱さ
れたベッド材料を貯蔵する容器の別の実施例と、！！焼
室に対する容器の連結状態を示す図。１：低圧圧縮機、２：高圧圧縮機、３：高圧タービン、４：低圧タービン、６：発電機、８
：燃焼室、１０：圧力容器、１１：空間、１３：ノズル
、１４：ベッド、１アニ燃料装置、１８：余裕高、２１．２２．２３：サイクロン、３０：第１容器、３１：第２容器、３２．３３：送給機、３５：圧縮機、３８：制御装置、４２：加熱器、５１：タービン、５２：発電機

Claims

【特許請求の範囲】

（１）燃焼室（８）の底部（１２）において空気と共に
供給される粒状ベッド材料の流動ベッド（１４）の中で
燃料を燃焼させるようになつたパワープラントの燃焼室
（８）を点火する方法にして、前記ベッド（１４）を流
動化しかつ該ベッドに供給された燃料を燃焼させる方法
において、少なくとも燃料の自点火温度まで加熱された
ベッド材料（６１）が燃焼室（８）の底部（１２）の上
方レベルにおいて該燃焼室から分離された隔離容器（４
０）の中に貯蔵され、この加熱されたベッド材料（６１
）が遮断弁（４４ａ、４４ｂ）を有する、垂直のまたは
著しく傾斜した導管（４３）を通して前記燃焼室（８）
に転送され、かつ前記燃焼室（８）に対するベッド材料
の転送と共にまたはその直後に前記ベッド材料に起動燃
料が送給されるようになつていることを特徴とする方法
。
（２）特許請求の範囲第１項記載の方法において、燃焼
室底部（１２）のノズル（１３）に対する空気の流量が
減少せしめられ、少なくとも燃料の自点火温度まで加熱
されたベッド材料（６１）が燃焼室（８）に導入され、
しかる後該燃焼室の底部（１２）のノズル（１３）を通
る空気の流量が増加せしめられ、それによつてベッド材
料が流動化されかつ前記ベッド材料の温度で点火し得る
燃料が前記ベッド（１４）に供給されるようになつてい
る方法。
（３）特許請求の範囲第２項記載の方法において、圧力
容器（１０）内に封入された燃焼室（８）の中に、加圧
された流動ベッド（１４）を有するパワープラント内に
おいて、該燃焼室の底部（１２）のノズル（１３）を通
る空気流量が、前記圧力容器（１０）と燃焼室（８）の
余裕高（１８）との間の連結部分を開くことによつて減
少するようにされている方法。
（４）特許請求の範囲第２項記載の方法において、圧力
容器（１０）内に封入された燃焼室（８）の中に加圧さ
れた流動ベッド（１４）を有するパワープラント内にお
いて、燃焼室底部（１２）のノズル（１３）を通る空気
流量の減少が該燃焼室底部（１２）の上流に位置する絞
り装置（２７）によつて生じるようにされている方法。
（５）特許請求の範囲第１項から第４項までの何れか一
つの項に記載されている方法において、前記ベッド（１
４）に特別の、可燃性起動燃料が供給されるようになつ
ている方法。
（６）特許請求の範囲第１項から第４項までの何れか一
つの項に記載されている方法において、前記ベッド（１
４）に可燃性の液状またはガス状始動燃料が供給される
ようになつている方法。
（７）特許請求の範囲第１項または第２項記載の方法に
おいて、常態運転に使用される燃料が起動燃料としても
使用されるようになつている方法。
（８）特許請求の範囲第５項記載の方法において、前記
起動燃料がたとえばココナッツの破砕殻、木屑または鋸
屑よりなつている方法。
（９）特許請求の範囲第１項記載の方法において、前記
加熱されたベッド材料が貯蔵容器（４０）から燃焼室（
８）に転送される時に、該ベッド材料に起動燃料および
燃焼空気が供給されるようになている方法。
（１０）特許請求の範囲第９項記載の方法において、前
記起動燃料が、著しく傾斜した導管（４３）内に配置さ
れているＩ型弁に対する活性ガスである燃焼空気の中に
混入されるようになつている方法。
（１１）粒状ベッド材料の流動ベッド（１４）内におい
て燃料を燃焼させるようになつたパワープラントにして
、燃焼室（８）の底部（１２）において空気が供給され
、前記ベッド（１４）を流動化すると共に、該ベッド（
１４）に供給された燃料を燃焼させるようになつており
、前記燃焼室（８）が特許請求の範囲第１項から第８項
までに記載された方法によつて点火されるようになつて
いるパワープラントにおいて、前記燃焼室から分離され
た少なくとも一つの隔離貯蔵容器（４０）にして、燃料
の自点火温度まで加熱されたベッド材料を貯蔵するよう
になつた容器と、前記ベッド材料（６１）を加熱し、か
つまたは該材料の温度を維持するようになつた装置（４
２）と、前記容器と燃焼室（８）との間に位置する垂直
の、または著しく傾斜する導管（４３）にして、ベッド
材料（６１）を容器（４０）から燃焼室（８）に転送す
るようになつた導管と、この導管内に位置する遮断装置
（４４ａ、４４ｂ、）と、前記燃焼室（８）に対するベ
ッド材料の転送と共に、またはその直後に、前記燃焼室
に転送されたベッド材料のベッド（１４）に燃料を供給
する装置とを有していることを特徴とするパワープラン
ト。
（１２）特許請求の範囲第９項記載のパワープラントに
おいて、加圧された燃焼空気を有する圧力容器（１０）
内に封入された燃焼室（８）の中に加圧された流動ベッ
ド（１４）を有し、前記圧力容器（１０）の中に貯蔵容
器が位置し、かつ該圧力容器（１０）内の燃焼室（８）
の余裕高（１８）と、囲繞空間（１１）との間に開放可
能連結部材が配置され、加熱されたベッド材料が前記容
器（４０）から燃焼室（８）に転送される時に前記開放
可能連結部材が開放状態に維持され、それによつて前記
ベッドを通る空気の流量が減少せしめられ、該燃焼室（
８）に転送されるベッド材料（６１）の冷却を軽減させ
るようになつているパワープラント。