JPS62217008A - 層内部で増強される再循環をする流動層ボイラ− - 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〕 この発明は流動層ボイラー、特に、層内部に改良された
再循環を有する流動層ボイラーに関するものである。

〔従来の技術〕

現行の流動層炉設計は通常、同一高さで配列された空気
分配器、または、気泡キャップを含み、吐出空気はキャ
ップを通り、層内に均一に分配される。この配列のため
、ガス気泡や層物質は、むしろ自由に運動でき、結果と
して、層内では強力な再循環区域を確立できない０石炭
粒子や石灰岩粒子を含む粒子状物質は層に入いり、上昇
流により急速に上昇され、層外に運ばれる。層内部での
この短い居留時間のため、粒子状燃料の固定炭素の２０
％だけが燃焼され、石灰岩粒子の硫黄除去率は１０％に
限定される。更に、ガス気泡の上方への自由運動は炉壁
および壁から１００１１以上に位置する熱伝達表面に激
しい剥離を生じる。通常、炉壁剥離を減らすのに使用さ
れる技術は、熱伝達表面に対する保護フィンの溶接およ
び壁や熱伝達表面に形成される物質の改良を含む。しか
しながら、これらの技術の有効性はむしろ貧弱である。

上記問題点を克服するために計画された一つの先行技術
は凹面形状の空気分配ブレナムを利用する。

この形状によって、層内部の層物質の再循環は、中央で
の下方運動と、炉壁近くの上方運動により達成される。

低速の空気状態下で、高燃焼効率と、硫黄除去作用の高
率の実現性が達成される。しかしながら、空気速度を低
く保たねばならないので、単位面積当りの燃焼熱負荷は
半分まで減少し、このことが層面積の必要性を倍増する
。更に、この型式の炉の構造は複雑であり、大きい層内
で十分な再循環が達成できず、この形状の使用は、制限
された性能のボイラーに限定される。また、この技術の
再循環パターンでは、石炭供給人口や灰放出口を適当に
位置決めし、熱伝達表面や側表面を保護することが困難
である。他の先行技術では、偏倚した流れ分布のある従
来の平坦な空気分布形状を利用している０層の異なる区
域への空気流は、層物質が中央区域では上方に運動し、
炉壁近くでは下方に運動する再循環パターンを生じるた
めに制御される。しかしながら、空気循環は弱く、安定
性に欠ける。また、下流区域での不十分な熱伝達や質量
伝達は、高温度の灰スラッギングや灰詰まりを生じ、こ
れらのことが炉の安全な運転を妨げる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

この発明の目的は流動層内部での臨界範囲で安定した増
加した種々の性能の再循環を生じるため、簡単で全体と
して適切な構造形状を使用する流動層ボイラーを提供す
ることである。この発明の他の目的は、上記臨界範囲に
石炭供給区域、層灰放出区域、剥離に対する保護が必要
とされる熱伝達表面および壁表面を含む上記型式のボイ
ラーを提供することである。この発明の他の目的は、上
記臨界範囲で強力で安定した再循環が達成され、粒子層
物質の十分な反応および熱伝達表面や炉壁の剥離の減少
を保証する上記型式のボイラーを提供することである。

Ｃ問題点を解決するための手段〕 これらの目的の実現に向けて、空気を一方向に吐出する
多数の吐出部材が炉壁近く、および剥離に対して保護を
必要とする壁の隣りの熱伝達表面の下に配置される。壁
に対して最も近い吐出部材の３列の高さは壁から離れる
方向で徐々に減少し、これらの吐出部材の全ての開口は
壁から離れる方向に向いている。

〔実施例〕

第１Ａ図および第１Ｂ図を参照すると、参照数字１０は
、この発明のボイラー内で利用される吐出部材または気
泡キャップを示す、このキャップ１０には一方の側壁を
通って延びる多数の開口１２がある。各開口１２の面積
は従来の気泡キャップの面積の２倍であり、各開口の深
さは開口の直径の約１．５倍であり、灰が漏洩するのを
妨げる。

第１Ｂ図で示すように、水平に離間して、列当り２個の
垂直に離間した開口のある列に、外列の開口から垂直に
偏倚した中央列の開口のある６個の開口１２がある。第
２図で示すように、異なる高さの３本の気泡キャップ１
０がボイラーの壁１４に隣接して、ボイラーの壁と従来
設計の２本の気泡キャップ１６との間に設けである。図
示の各々の気泡キャップ１０．１６は平行で、離間関係
で延びる多数の気泡キャップの列（図示せず）内にある
ことが分かる。壁１４に隣接した３列のキャップ１０の
頂点は、従来の気泡キャップ１６の最も近い列の先端を
通り、水平面と４５″の角度で傾斜する平面上に配置さ
れる。キャップ１０．１６の列は穴あきプレート１８を
通して形成される開口（図示せず）を貫いて装着され、
これらの開口は外部源からの空気流を受ける。第３図は
気泡キャップ１Ｏ１１６の配列と、東形状の管２０゜２
２内の多数の熱伝達表面と、気泡キャップを通る空気吐
出により確立される再循環区域と熱伝達表面との関係を
示す。図面では示していないが、壁から最も遠く離れ、
層表面下２００１■以上の所にある管２０の下の垂直フ
ィンを溶接できることが分かる。各々のフィンは高さ３
０鶴、厚さ５１−の鋼板から成り、両側から管にシーム
溶接される。

管２０の中心線と壁との間の距離を３００ｗ以下にすべ
きである。管２２は炉の中央部分に配置され、６列の気
泡キャップ１０が、グループ当り３列である２グループ
の管の下に配列され、各グループのそれぞれの開口１２
が２つの反対方向に向いている。これらの２つのキャン
プ１０のグループの中央の対称線を通過する平面を仮想
の炉壁とみなすことができる。２つの隣接する立ち上が
る流れにより分けられる通路の幅を、５００１１以上に
すべきである。壁１４に隣接する３列の吐出部材１０か
らの空気は、壁から層の中心に向かうジェット流を形成
し、周囲の層物質をこのジェット流と共に移動する。ジ
ェット流はある一定の距離で消散後、立ち上がるガス気
泡が層物質を上方へ運ぶ。同時に、壁近くで、これらの
層物質は、重力により、下方に運動し、層の頂で、中心
から壁に向けて運動する０層内部のこれらの全ての運動
が、内部に位置する安定した再循環パターンを確立する
。降下区域内で熱した層物質と共に下方に運動して入っ
て来る石炭粒子は、層物質と混合され、層物質により予
熱される。酸素が豊富である層の下方部分では、任意の
粒子状物質が層から運び去られる前に十分な反応が達成
できる。壁１４から３００ｗ以内ではガス気泡が形成さ
れないので、これらの区域内での熱伝達表面２０および
炉壁自体は、剥離を最小低程度に受ける。

〔発明の効果〕

吐出部材からの空気流は、層内部に強力で安定した再循
環を発生する。この内部再循環は粒子状燃料の燃焼効率
を改善し、石灰岩の利用を可能とし、下流範囲にある熱
伝達表面および炉壁の剥離を減少する。粒子状石炭内の
固定炭素の６０％以上を完全に燃焼でき、石灰岩粉体の
利用率は３０％以上に達する。また、下流範囲での熱伝
達表面の寿命を従来の流動層の寿命より５〜１０倍延ば
すことができ、炉壁の寿命も２〜３倍延ばすことができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ図は、この発明のボイラー内で利用される吐出部
材の垂直断面図である。第１Ｂ図は第ｌＡ図の吐出部材
の正面図である。第２図は、この発明のボイラーの部分
側面図で、吐出部材の配置を示す。第３図は第２図と同
様の図であるが、多数の吐出部材とボイラー内で形成さ
れる再循環区域を描写する。図において、１０・・・吐
出部材、１２・・・開口、１４・・・炉壁、１６・・・
気泡キャップ、１８・・・穴あきプレート、２０．２２
・・・管を示す。 口直の浄書（内容に変更なｊ、。 ＦＩＧ、　ｆＢ　　　　　　　　　　　　ＦＩＱ、　３
手続補正書（方式） １、事件の表示　　　昭和６１年特許願第７５３８６号
２、発明の名称　　　層内部で増強される再循環をする
流動層ボイラー ３、補正をする者 事件との関係　　出願人 名　称　　　　清　　　華　　　大　　　学４、代理人 全図面　　法人国ｎＩＥ明書

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. （１）穴あきプレートと、前記プレート上に装着され、
   ボイラー内で粒子物質を流動するため、ボイラーの内部
   に空気を吐出するのに用いる多数の吐出部材とから成り
   、前記吐出部材の連続は高さが変化しており、前記空気
   を前記ボイラーを横断する方向に吐出するように構成し
   た流動層ボイラー。
2. （２）前記連続した吐出部材が前記ボイラーの壁に隣接
   して配置される特許請求の範囲第１項記載のボイラー。
3. （３）最高の吐出部材が前記壁に隣接して配置される特
   許請求の範囲第２項記載のボイラー。
4. （４）前記連続した吐出部材は前記壁から離れる方向に
   前記空気を吐出する特許請求の範囲第２項記載のボイラ
   ー。
5. （５）前記連続した吐出部材の高さは、前記壁から離れ
   る方向で徐々に減少する特許請求の範囲第２項記載のボ
   イラー。
6. （６）前記連続した吐出部材は、列当りに多数の吐出部
   材がある平行な列で形成され、最高の高さを有する吐出
   部材の列が、前記壁に隣接して配置される特許請求の範
   囲第１項記載のボイラー。
7. （７）前記連続した各々の吐出部材は、吐出部材を貫通
   する多数の開口を有し、前記開口の軸線は同一方向に前
   記空気を吐出するために平行に延び、前記連続した各吐
   出部材の吐出開口の深さは、開口直径の１．５倍以上で
   ある特許請求の範囲第６項記載のボイラー。
8. （８）前記連続した吐出部材の各列の上表面は、隣接す
   る吐出部材の列を通過し、水平面と４５°の角度で傾斜
   する平面内に配置される特許請求の範囲第１項記載のボ
   イラー。
9. （９）前記ボイラー内で配列される多数の熱伝達表面と
   、前記熱伝達表面の下に配列されて前記ボイラーを横断
   して一方向に空気を吐出する追加の連続した吐出部材と
   から成る特許請求の範囲第１項記載のボイラー。
10. （１０）前記追加の連続した吐出部材の一部分は、前記
    空気を一方向に吐出、前記追加の連続した吐出部材の残
    りの部分は、前記空気を前記一方向と反対の方向に吐出
    する特許請求の範囲第９項記載のボイラー。
11. （１１）前記ボイラー内で多方向に空気を吐出する追加
    の連続した吐出部材から成る特許請求の範囲第１項記載
    のボイラー。
12. （１２）前記追加の連続した吐出部材の各々の吐出部材
    が、前記第１の連続した吐出部材より小さい特許請求の
    範囲第１１項記載のボイラー。