JPS62130927A - 粉粒体と気体の分配装置の使用方法 - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） 本発明は粉粒体を分配装置以降固気二相流状態で複数の
吹込端に分配搬送する粉粒体と気体の分配装置、例えば
電力束のボイラーの燃焼炉に微粉炭及び石炭粒等を分配
搬送する分配装置及びその使用方法に関するものである
。

（従来の技術） 従来技術としては第５図（実公昭４１−２１１３５号公
報）の如く筒状からなる分配器３２にその下部中央より
粉粒体と搬送気体を混合した固気二相流を流入させ、該
分配器３２内で拡散させた後、該分配器３２の筒状本体
周壁の内周面に清って所定間隔で設けた開孔部に入口端
を接続した支管３３ａ、３３ｂ・・・へ分配流出させる
ものがある。

微粉炭と搬送気体の固気二相流は支管３３ａ、３３ｂ・
・・を通９吹込端３４ａ、３４ｂ・・・鍬込まれる。

本方式は機械的な稼働部がないため極めて信頼性の高い
方式であるが、各々の支管３３ａ、３３ｂ・　・・に粉
粒体及び気体の流量を制御する機構を保有しないため、
複数の吹込端３４ａ、３４ｂ・・・に均等に粉粒体及び
気体を吹込むためには各支管３３ａ、３３ｂ・・・での
固気二相流の圧力損失をほぼ同一にする必要がある。と
ころが一般に固気二相流の輸送管内の圧力損失を求める
計算式は実験結果に基づいており実際とは必ずしも一致
しない。このため谷支肯３３ａ　、３３ｂ・・・全設計
する際の最も効果的且つ信頼出来る方法は全ての支管３
３ａ、　３３ｂ・・・の幾可学的形状及び寸法を同一に
する墨である。

また第６図（Ｐ＃開昭５７−１１２２３１号公報プの如
く供給母管３５より供給された粉粒体と搬送気体を混合
した固気二相ωＬ’ｆｃ分配器３２で分配する際、各支
管３６ａ、３６ｂ　・・・毎の粉粒体の流量を、例えば
分配器３２に設置した圧力計３７と各支管３６ａ、３６
ｂ・・・途中に設置した圧力計３８ａ、３８ｂ・・・と
の各差圧として検出し、この値に基づき差圧発信器３９
ａ、３９ｂ・・・・により系外からの付加気体管４０ａ
、４０ｂ・・・の途中に設置した付加気体流調弁４１ａ
。

４１１）−−−を駆動し、各支管３６ａ、３６ｂ−・・
に気体を付加する事により各支管毎の粉粒体流量を制御
する方式がある。この方式では各支管３６ａ、３６ｂ・
・・の幾可学的形状及び寸法が異なる場合でも、各支管
３６ａ　、３６　ｂ・・・毎に均等もしくは任意設定値
の粉粒体流量で分配する事が理論上可能である。例えば
支管３６ａと支管３６ｂを比較した場合、支管３６に＋
の方が配管長が長く、従って圧力損失抵抗値が大きい場
合、付加気体流調弁４１ｂ’ｉｉ閉とし、４１ａｉ開と
し、支管３６＆に気体を付加すれば支管３６ａの気体付
加部下流の圧力損失が増大するため、分配器３２に設置
した圧力計３７と各支管途中に設置した圧力計３８ａ、
３Ｂｂ間の各々の差圧が等しくなるまで付加気体を増加
すれば各支管３６ａ、３６ｂの粉粒体の流量は均等にな
る。

（発明が解決しようとする問題点〕 従来法は上記説明の様に複数の吹込端に均等に粉粒体を
分配するのに有効な方法ではあるが、各々の支管の幾可
学的形状及び寸法を同一にするためには、分配器に近い
吹込端とむ吹込端の配管長の差及び幾可学的形状差をな
くすために必要以上に配管長を長くする必要があり、従
って分配器は各吹込端より離れた位置に設置せざるを得
ない。

また各支管毎に気体を付加する場合には、分配器を吹込
端近籾に設置した場合、各支管毎の圧力損失抵抗値の差
が犬きくなり、各支管毎に付加する気体の＃１．蛍差が
大きくなる事によシ付加気体が空気の場合、各支管毎の
粉粒体と搬送気体の重量比が大きく異なり、吹込端毎の
燃現効率等が変化し、均一燃焼を阻害する恐れがある。

このため気体を付加する場合も分配コは吹込端より離れ
た位置に設置する必要がある。

しかしながら、搬送分配する粉粒体によっては摩耗特性
の高いものがあし・この様な場合支管等に高価な耐摩耗
材を使用する必要が生じ、分配器を吹込端近例に設置し
、支管長を短くし、幾可学的形状を簡素にする事が、建
設費、整備費を削減する上で重要となる。

またいずれの方法でも各吹込端に於いて粉粒体＃ｔ、量
に応じた気体流型の制御は不可能である。

（問題点を解決するだめの手段） 本発明は、 （１）　　流体輸送される粉粒体を複数の支管に分配す
る分配器及び該分配器以降のそれぞれの支管に気体を付
加する少なくとも１個以上の固気混合器を備えたことを
特徴とする８ｙ、体と気体の分配装置と （２）　　分配器以降のそれぞれの支管に備えた少なく
とも１個以上の固気混合器に付加する気体の付加割合を
調整する事により、それぞれの支管の幾可学的形状及び
寸法の相違によらず支管の最終部のそれぞれの吹込端に
於いて粉粒体流量及び気体流量を設定値に制御する事を
特徴とする粉粒体と気体の分配装置の使用方法にある。

以下本発明を詳述する。

？１１えば第２図に示す様に供給母管１８より供給され
た粉粒体を分配器１９より複数の吹込端に分配搬送する
場合、分配器１９に最も近い吹込端２０ａと最も遠い吹
込端２０１）に粉粒体を搬送する支管を各々２１ａ、２
１ｂとし各支管２１ａ、２１ｂ　・・毎の分配器１９近
傍に気体を付加する第ｌ固気混合器として２２ａ、２２
ｂ　・・・を設置すると共に吹込端２０ａ　、２０ｂ・
・・近グに気体１付加する第２固気混合器として２３ａ
、２３ｂ・・・全設置する。

各支管毎の第１．第２固気混合器に付加する付加気体総
流ＲＱは各付加気体管２４ａ、２４ｂ・・・に設置した
付加気体流量計２５ａ、２５ｂ・・・で計測し、付加気
体流調弁２６ａ、２６ｂ・・・で設定値に制御する。第
１．第２固気混合器に付加する気体流１ｔをＱｌ、Ｑ２
とすると、付加気体総流量Ｑに対するＱｔ　、　Ｑ２の
比は第１固気混合器２２ａ、２２ｂ・・・の付加気体管
に設置した付加気体分配弁２７ａ、２７ｋｌ・・・の開
度調整で制御する。

各支管２１ａ、２１ｂ・・・毎の粉粒体の流量は分配器
１９と第１固気混合器２２ａ、２２ｂ・・・間の差圧よ
り換算するか、第２図に示す（永に粉粒体流量計２８ａ
、２８ｂ−全設置し測定する。

ここで各支管２１ａ、２１ｂ・・・毎の粉粒体・・・に
おける粉粒体と搬送ガスの重量比（固気比）は指示設定
器２９で設定し・この設定値に対し演算器３０で各支管
２１ａ、２１ｂ・・・毎に必要な付加気体総流量を算出
し・この値に基づき付加気体総流量を制御すると共に、
粉粒体流量計２８ａ　、２８ｂ・・・で計測した粉粒体
流量と粉粒体流量設定値を比較し、気体分配弁２７ａ、
２７ｂ・・・の開度調整を行ない各支管２１ａ、２１ｂ
・・・毎の粉粒体流ｉｔｋ制御する。

ここで各吹込端２０ａ　、２０ｂ・・・毎の粉粒体流量
全均一に分配し、且つ各吹込端に於ける固気比を一定に
する場合を考える。

支管２１ａ及び支管２１ｂに付加する気体流量に各々除
字ａ　＋　ｂ　ｋつけると例えば支管２１ａの第１固気
混合器２２ａに付加する気体冗搬はＱ、ｔａとなる。各
吹込端２０ａ、２０ｂ・・・での粉粒体流量及び固気比
は一定のため谷支管２１　ａ　、２１ｂ・・・毎で付加
するＱｌとＱ２の和、即ち付加気体総流量、量Ｑは各支
管に於いて一定となる。

即ち Ｑ＝Ｑ＋ａ＋Ｑｚａ＝Ｑ＋ｂ−１−Ｑ、２’ｂ＝・Ｈ・
の関係が成立する。

各吹込端２０ａ、２０ｂ・・・での粉粒体流量が均一の
場合の分配器１９と吹込端との間の差圧ΔＰと第１固気
混合器２２ａ、２２１）・・・への付加気体波型Ｑｌと
付加気体総流ｉｔＱとの比の関係を第３図に示す。

実線の曲線及び破線の曲線は各々支管２１ａ。

支管２１に＋の関係を示す。図から分るように各々の支
管２１ａ　、２１ｂｊ・、、、に於いてＱ＋／Ｑ＝　。

即ち全付加気体流量を第２固気混合器２３ａ、２３ｂ・
・・よシ付加する時差圧△Ｐは最小値をとり、Ｑ　＋／
Ｑ　＝　１即ち全付加気体流量を第ｌ固気混合器２２ａ
、２２ｂ・・・よシ付加する時差圧△Ｐは最大値ケとる
。

また同一のＱＶ／Ｑの値に対して常に支管２１ｂの差圧
（破線〕の方が支管２１ａの差出（実線）より大きな値
となる。この様に各吹込端２０ａ、２０ｂ・・・での粉
粒体流量が均一の場合、同一のｌの値に対して支管長が
長く、従って圧力損失抵抗値の大きな支管の差圧は大き
くなる。実際には各支管２１ａ、２１ｂ・　・・に於い
て分配器１９と吹込端２０ａ　、２０ｂ・・・間の差圧
は等しいため差圧が等しくなる様に各支管毎にＱ＋、Ａ
の値を設定する必要がある。

動力費を最も削減させつつ差圧を等しくするためには、
第３図に示す様に支管長の長い支管２１ｂに対しては全
気体流量ヲ第２固気混合器２３’ｂよシ付加し、この時
の支管２１ｂの差圧の値（破、冑の曲線のＱ＋／Ｑ＝Ｏ
の１直」と等しくなる実線の曲飽のＱ＋／ＱのＩｌｌ　
ＣＱ＋／Ｑ　）米で支管２１ａの＝ｌ固気混合器２２ａ
と第２固気混合器２３ａｖＣ気体會付加す几ば艮い。

第４図には分配器１９と吹込端２０ａ、２０ｂ・・・と
の間の差圧かも支管２１ａ、２１ｂ・・・に於いて等し
い場合の各支管の粉粒体流ｍＷとＱ１／Ｑの関係を示す
。全付加気体流量を第２固気混合器２３ａ、２３ｂ・・
・より付加する時、すなわちＱ１／Ｑ＝００時・支管長
が短い支管２１ａ（実線）の粉粒体流量は、支管２１ｂ
（破１ｐ）の粉粒体流量より多い。ここで支管２１ａ（
実線うのＱＬ／Ｑを調整し、第１同気混合器２２ａより
気体を付加すると支管２１ａの粉粒体＃ｔ、ｌｊｋは減
少し、ＱＶ／Ｑ””　（Ｑ＋／Ｑ　）”の時に支管２１
ｂの粉粒体流量と等しくなる。厳密には支管２１ａの粉
粒体流量が減少した分抽の支管２１１）・・・の粉粒体
流量が増加するため第４図のＱ＋／ＧＬ　＝　（Ｑｖ’
Ｑ〕”より小さな領（第３図に示すＱｔ／Ｑ　＝　（Ｑ
Ｉ／Ｑ　）米　ノて各支管２１ａ　、２１ｂ・・・の粉
粒体ｍＷは等しくなる。

以上各支管に於ｉｆる粉粒体流量及び固気比全等しくす
る分配方法について述べてきたが、各支管毎の粉粒体流
量及び固気比が異なる場合に於いても同様の方法で設定
値に応じた粉粒体と気体の分配制御が可能である。

（実施例） 巣上図に粒径１０ＷＩｎ以下の石炭粒を燃焼炉に供給す
る場合の実施例を示す。この場合燃焼炉に設置した各吹
込端毎の石炭粒の吹込量は均一にする必要があり、各吹
込端に於ける石炭粒と搬送エアー〇重瀘比（固気比）は
０．８〜１．２の範囲で均一にする事が望ましい。

第１図に於いて供給装置（図示せず）よシ供給母管ｌを
経て分配器２に搬送された石炭粒は分配器２より各支管
３ａ　、　３　ｂ・・・に分配される。

各支管３ａ、３ｂ・・・毎の石炭粒ｔＭ、被は分配器２
に設置した圧力計４と谷支管３ａ　、３ｂ・・・途中に
設置した圧力計５ａ、５ｂ・・・との差圧として差圧計
６ａ、６ｂ・・・で検出する。ここで各支管３ａ、３ｂ
・・　・毎の石炭粒流量を精度良〈検出するため分配器
２以降谷支管に設置した圧力計５ａ　、５ｂ・・・まで
の各支管の幾可学的形状及び寸法は同一にする必要があ
る。

分配器２を燃焼炉１７近傍に設置しているため分配器２
に最も近い吹込端７ａと最も遠い吹込端７ｂでは各支管
の配管長は異なるが、支管３ａ。

３ｂに示す様に支管に設置した圧力計５ａ、５ｂ・・・
以降の支管は水平部長さのみが異なる簡素なレイアウト
とする。

本実施例では分配器２よ９１６本の支管３ａ。

３ｂ・・・に均−分自己しており目標分自［１：　ｆｌ
＃　度±８％を満足するために吹込端７ａ・・・が分配
器２に近い側の４本の支管３ａ・・・にのみ第１固気混
合器８ａ・・・を設置し、それ以外の１２本の支管３ｂ
・・・には第ｌ固気混合器を設置していない。吹込端’
７ａ、７ｂ・・・近傍には全支管３ａ＋　３ｂ・・・に
第２固気混合器９ａ　、９ｂ・・・を設置する。

付加エア一本管１０にはエアー泥友計１１と工アー流調
弁１２を設置し、供給装置より搬送される石炭粒流量に
応じ、設定した固気比になるようにエアー流量を制御す
る。

各付加エアー支管１３ａ、１３ｂ・・・にはエアー流量
計１４ａ　、１４ｂ・・・を設置し手動弁１５ａ　、１
５ｂ　・・・によりこの場合は各付加エアー支管流量が
均一になるように流量を調整する。

各支管３ａ、３ｂ・・・の石炭粒流量を目標分配ｆＦｆ
度に収めるためには各支管の差圧計６ａ、６ｂ・・・に
より石炭粒光重全確認し、第１固気混合器８ａ、・・・
に付加するエアー流ｔを気体分配手動弁１６ａ・・・に
て調整する。手動弁１５ａ、１５ｂ・・・及び気体分配
手動弁１６ａ・・・の調整は最大石炭粒ｖｒｒ、量時に
目標分配精度に双筒るように調整すれば、他の光重時に
丹調整する必景はない。

本実施例では以上の様に分配装置システムを簡素にした
にも拘らず、谷吹込端毎に石炭粒流量及び固気比を均一
にする事が可能である。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように本発明は吹込端近傍に分
配器を設置し分配器以降の各支管の幾可学的形状及び寸
法が異なる場合に於いても各吹込端毎に精度良く設定値
に応じた粉粒体の分配が可能である。又分配器を吹込端
近傍に設置するため支管の形状が簡素なものとなる。こ
の事より粉粒体の摩耗性が高い場合、耐摩耗対策費がＴ
ｉ１Ｉ減出来建設費及び整備費の削減が図れる。

また吹込端毎に搬送気体流量を制御出来るため粉粒体と
搬送気体の重賞比（固気比）を設定値に応じて制御可能
である。この事は燃焼装置等に可燃性の粉粒体を吹込む
際、最も燃焼性の良い固気比とする事が可Ｈにとなり、
燃焼効率の向上及びＮｏ耳ＳＯ，等の公害物質の抑制に
憾めて有効な手段となる。

この様な理由により本発明の分配装置及び分配方法は粉
粒体及び気体の分配に対して極めて有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の分配装置の実施例を示す系統図、第２
図は本発明の分配装置の詳細説明のための系統図、′ｊ
ｇ３図は第２図に示す分配装置に於いて各支管に均一に
粉粒体を分配する時の各支管の分配器と吹込端間の差圧
△Ｐと各支管毎の付加気体流調弁 室Ｑ＋の比ＱＩ／Ｑの関係を示す特性曲線図、第４図ｉ
１”ｉ第２図に示す分配装置に於、いて各支管の分配器
と吹込端との差圧△Ｐが均一の場合の各支管の粉粒体丸
首ＷとＱＡ＋の関係を示す特性曲線図、第５図、第６図
は従来技術の系統寵である。 １．１８．３５・　　・・・粉粒体供７＠ｆ＃管２．１
９．３２・・・・・分配器 ３ａ、３ｂ、２１ａ、　２１ｂ、３３ａ、３３ｂ、３６
ａ、３６４＝支管４．５ａ、５ｂ、３７，３８ａ、３８
ｂ・−−・圧力計６ａ、６ｂ・・・・・・差圧計 ７ａ、’ｌｂ、２０ａ、２０ｂ、３４ａ、３４ｂ−−−
−吹込端８ａ、２２ａ、２２ｂ−・−−第１固気混合器
９ａ、９ｂ、２３ａ、２３ｉ　・・・ｉｄ！、２固気混
合器１０・・・・・・・・・付加エア一本管１１．１４
ａ、１４ｂ・・−−エアー流量計１２・・・・・・・・
・エアー流調弁 １３ａ、１３ｂ・・・・・・付加エアー支管１５ａ、１
５ｂ・・・・・・エアー流調手動弁１６ａ・・・・・・
・・気体分配手動弁１７・・・・・・・・・燃焼炉 ２４ａ、２４ｂ、４０ａ、４０ｂ・・・付加気体管２５
ａ、２５ｂ・・・・・・付加気体流量計２６ａ、２６ｂ
、４１ａ、’４１ｂ−−・付加気体流調弁２７ａ、２７
ｂ・・・　・　・・付加気体流調弁２８ａ、２８ｂ・・
・・・・粉粒体冗重計２９・　・・・　・　・・・・指
示設定器３０・・・・・・・・・演算器 ３１・・・・・・・・・粉粒体受入装置３９ａ、３９ｂ
・・・・・差圧発信器 比　願　人　新日本製鐵株式会社 鈴狂体次１Ｗ ［几・ΔＰ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）流体輸送される粉粒体を複数の支管に分配する分
   配器及び該分配器以降のそれぞれの支管に気体を付加す
   る少なくとも１個以上の固気混合器を備えたことを特徴
   とする粉粒体と気体の分配装置。
2. （２）分配器以降のそれぞれの支管に備えた少なくとも
   １個以上の固気混合器に付加する気体の付加割合を調整
   する事により、それぞれの支管の幾可学的形状及び寸法
   の相違によらず支管の最終部のそれぞれの吹込端に於い
   て粉粒体流量及び気体流量を設定値に制御する事を特徴
   とする粉粒体と気体の分配装置の使用方法。